Ako vytvoriť lacné zariadenie na EKG: 26 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Ahoj všetci!

Moje meno je Mariano a som biomedicínsky inžinier. Strávil som niekoľko víkendov nad návrhom a realizáciou prototypu lacného zariadenia na EKG založeného na doske Arduino pripojeného cez Bluetooth k zariadeniu Android (smartfónu alebo tabletu). Chcel by som sa s vami podeliť o svoj projekt „ECG SmartApp“a nájdete tu všetky pokyny a softvér na zostavenie zariadenia EKG. Zariadenie je určené len ako projekt výskumu dizajnu a NIE je to zdravotnícka pomôcka, preto si pred pokračovaním prečítajte Varovania. Zariadenie sa skladá z hardvérovej dosky na príjem signálov EKG z tela a aplikácie pre Android na zaznamenávanie, spracovanie a ukladanie signálov.

Jednoduchý dizajn a rozloženie obvodu je dobrým kompromisom pre nízke náklady (niekoľko komponentov) a dobrý výkon. Vylúčením smartfónu a jednorazových častí (elektródy a batérie) sa celkové náklady na zariadenie pohybujú okolo 40 eur (43 amerických dolárov).

Tento projekt zariadenia na EKG je určený len ako projekt výskumu dizajnu a NIE je to zdravotnícka pomôcka, preto si v nasledujúcom kroku prečítajte, než budete pokračovať, upozornenia a bezpečnostné otázky.

Krok 1: Upozornenia

Tento projekt zariadenia na EKG je určený len ako projekt výskumu dizajnu a NIE je to zdravotnícka pomôcka. Používajte IBA batériu (maximálne napätie: 9V). NEPOUŽÍVAJTE žiadny napájací zdroj striedavého prúdu, žiadny transformátor ani iný zdroj napätia, aby ste predišli vážnemu zraneniu a úrazu elektrickým prúdom sebe alebo iným. V tomto prípade nepripájajte žiadne zariadenie ani zariadenie napájané striedavým prúdom k zariadeniu EKG. Zariadenie EKG je elektricky pripojené k osobe a z bezpečnostných dôvodov a z dôvodu predchádzania poškodeniu zariadenia je potrebné používať iba batérie nízkeho napätia (max. 9 V). Umiestnenie elektród na tele poskytuje vynikajúcu dráhu toku prúdu. Keď je telo pripojené k akémukoľvek elektronickému zariadeniu, musíte byť veľmi opatrní, pretože môže spôsobiť vážny až smrteľný úraz elektrickým prúdom. Autori nezodpovedajú za žiadne škody spôsobené použitím ktoréhokoľvek z obvodov alebo postupov popísaných v tomto návode. Autori netvrdia, že niektorý z obvodov alebo postupov je bezpečný. Používajte na vlastné riziko. Je nevyhnutné, aby každý, kto chce postaviť toto zariadenie, dobre rozumel bezpečnému a kontrolovanému používaniu elektrickej energie.

Krok 2: Potrebné softvérové súbory (aplikácia pre Android a skica Arduino)

Zariadenie EKG je možné zostaviť jednoducho a na realizáciu hardvérového obvodu sú potrebné iba základné znalosti elektroniky. Nie sú potrebné žiadne znalosti programovania softvéru, pretože stačí nainštalovať aplikáciu otvorením súboru apk zo smartfónu Andriod a nahrať poskytnutý náčrt Arduino na dosku Arduino (to sa dá ľahko vykonať pomocou softvéru Arduino IDE softvéru a jedného z množstvo návodov dostupných na internete).

K dispozícii je aj verzia 2.0 aplikácie vrátane nových funkcií posuvného meradla na meranie EKG a ďalších digitálnych nízkopriepustných filtrov pri 100 Hz a 150 Hz). Verzia 1.0 bola testovaná v systéme Android 4 a 6, zatiaľ čo verzia 2.0 bola testovaná v systéme Android 6 a 10.

Krok 3: Popis

Zariadenie je napájané batériou a pozostáva z predného obvodu na zachytávanie signálov EKG (iba končatinové zvody) prostredníctvom bežných elektród a dosky Arduino na digitalizáciu analógového signálu a jeho prenos do smartfónu so systémom Android prostredníctvom protokolu Bluetooth. Súvisiaca aplikácia vizualizuje signál EKG v reálnom čase a dáva možnosť filtrovať a uložiť signál do súboru.

Krok 4: Návod na montáž a používateľskú príručku

Všetky podrobné pokyny na zostavenie zariadenia EKG nájdete tiež v súbore montážnej príručky, zatiaľ čo všetky informácie o jeho použití sú popísané v súbore používateľskej príručky.

Krok 5: POPIS HARDWARU

Jednoduchý dizajn a rozloženie obvodu je dobrým kompromisom pre nízke náklady (niekoľko komponentov) a dobrý výkon.

Batéria dodáva (+Vb) dosku Arduino a LED L1, keď je zariadenie zapnuté (R12 = 10 kOhm riadi prúd L1); zvyšok zariadenia je napájaný výstupným napätím Arduino 5 V (+Vcc). Zariadenie v zásade pracuje medzi 0 V (-Vcc) a 5 V (+Vcc), avšak jedno napájanie sa prevádza na duálne napájanie deličom napätia s rovnakými odpormi (R10 a R11 = 1 MOhm), po ktorom nasleduje vyrovnávacia pamäť zisku jednoty (1/2 TL062). Výstup má 2,5 V (stredné napätie zdroja TL062: 0-5 V); kladné a záporné koľajnice napájania potom poskytujú duálne napájanie (± 2,5 V) vzhľadom na spoločný terminál (referenčná hodnota). Kondenzátory C3 (100 nF), C4 (100 nF), C5 (1 uF, elektrolytické) a C6 (1 uF, elektrolytické) zaisťujú stabilnejšie napájanie. Z dôvodu bezpečnosti je každá elektróda pripojená k zariadeniu pomocou ochranného odporu 560 kOhm (R3, R4, R13), aby sa obmedzil prúd tečúci do pacienta v prípade poruchy vo vnútri zariadenia. Tieto vysoké odpory (R3, R4, R13) by mali byť použité v zriedkavých prípadoch, keď napätie nízkeho napätia (6 alebo 9 V, podľa použitého napájacieho napätia batérie) príde priamo k pacientovým vodičom náhodne alebo kvôli komponentu INA zlyhanie. Okrem toho dva vysokofrekvenčné filtre CR (C1-R1 a C2-R2) umiestnené na dvoch vstupoch blokujú jednosmerný prúd a znižujú nežiaduce jednosmerné a nízkofrekvenčné šumy generované kontaktnými potenciálmi elektród. Signál EKG je pred zosilňovacím stupňom filtrovaný tak vysoko priepustne s medznou frekvenciou okolo 0,1 Hz (pri -3 dB). Prítomnosť R1 (ako R2) znižuje vstupnú impendenciu predamplifikačného stupňa, takže signál je redukovaný faktorom v závislosti od hodnoty R1 a R3 (ako R2 a R4); tento faktor je možné aproximovať ako:

R1 / (R1 + R3) = 0,797, ak R1 = 2,2 MOhm a R2 = 560 kOhm

Je vhodnejšie zvoliť pár C1 - C2 (1 uF, filmový kondenzátor) s hodnotami kapacity, ktoré sú veľmi blízko seba, pár R1- R2 (2,2 MOhm) s hodnotami odporu veľmi blízko seba a rovnakými pre pár R3 - R4. Týmto spôsobom je nechcený posun redukovaný a nie zosilnený prístrojovým zosilňovačom (INA128). Akýkoľvek nesúlad medzi parametrami obvodu komponentov v duálnom vstupnom obvode prispieva k degradácii CMRR; tieto komponenty by mali byť veľmi dobre zladené (dokonca aj fyzické rozloženie), aby bola ich tolerancia zvolená čo najnižšia (alternatívne môže operátor merať svoje hodnoty ručne multimetrom, aby si vybral pár komponentov s hodnotami čo najbližšími)). R5 (2,2 kOhm) definuje zisk INA128 podľa vzorca:

G_INA = 1 + (50 kΩ / R5)

Signál EKG je tak zosilnený INA a postupne horným priechodom filtrovaným C7 a R7 (s medznou frekvenciou -3 dB okolo 0,1 Hz, ak C7 = 1 uF a R7 = 2,2 MOhm), aby sa eliminovalo akékoľvek jednosmerné ofsetové napätie pred posledným a vyššie zosilnenie prevádzkovým zosilňovačom (1/2 TL062) v neinvertujúcej konfigurácii so ziskom:

G_TL062 = 1 + (R8 / (Rp + R6))

Aby používateľ mohol zmeniť zisk za behu, operátor si môže zvoliť použitie variabilného rezistora (trimr / potenciometer) namiesto Rp alebo ženského zásuvkového pásu pre odpor, ktorý je možné meniť (pretože nie je spájkovaný). Avšak v prvom prípade nie je možné presne poznať skutočný zisk signálu EKG (hodnoty v mV údajov nebudú správne), zatiaľ čo v druhom prípade je možné mať správne hodnoty v mV zadaním hodnota Rp vo vzorci „Zisk“v časti „Nastavenie“aplikácie (pozri používateľskú príručku). Kondenzátor C8 vytvára dolnopriepustný filter s medznou frekvenciou -3 dB okolo 40 Hz ako RC filter zložený z R9 a C9. Hodnota medznej frekvencie je daná vzorcom:

f = 1 / (2*π*C*R).

Pre filtre dolného priechodu pri 40 Hz [1] sú hodnoty RC súčiastok:

R8 = 120 kOhm, C8 = 33 nF, R9 = 39 kOhm, C9 = 100 nF

Signál EKG je filtrovaný v pásme od 0,1 do 40 Hz a zosilnený so ziskom rovným:

Zisk = 0,797 * G_INA * G_TL062

Pretože R5 = 2, 2 kOhm, R8 = 120 kOhm, R6 = 100 Ohm, Rp = 2, 2 KOhm, Zisk = 0,797 * (1+50000 /2200) * (1+120000 / (2200+100)) = 1005

Aby mali presné hodnoty medzných frekvencií filtra, komponenty RC filtra by mali mať čo najnižšiu toleranciu (alternatívne môže operátor merať svoje hodnoty manuálne pomocou multimetra, aby vybral tie, ktoré sú najbližšie k požadovanej hodnote).

Analógový signál je digitalizovaný doskou Arduino (vstupný kanál A0) a potom prenášaný do modulu HC-06 pomocou sériových komunikačných pinov; nakoniec sú údaje odoslané do smartfónu prostredníctvom rozhrania Bluetooth.

Referenčná elektróda (čierna) je voliteľná a môže byť vylúčená odstránením prepojky J1 (alebo operátor môže namiesto prepojky použiť spínač). Konfigurácia obvodu je navrhnutá tak, aby pracovala aj s dvoma elektródami; na dosiahnutie lepšej kvality signálu (nižší šum) by sa však mala použiť referenčná elektróda.

Krok 6: KOMPONENTY

Vylúčením smartfónu a jednorazových častí (elektród a batérií) sa cena celého zariadenia pohybuje okolo 43 amerických dolárov (v tomto prípade sa jedná o jeden výrobok; v prípade väčšieho množstva by cena klesla).

Podrobný zoznam všetkých komponentov (popis a približné náklady) nájdete v dokumente Montážny manuál.

Krok 7: Potrebujete nástroje

- Potrebujete nástroje: tester, nožnice, spájkovačku, spájkovací drôt, skrutkovač a kliešte.

Krok 8: AKO BUDOVAŤ - krok 1

- Pripravte si dierovaný prototyp dosky s otvormi 23 x 21 (približne 62 mm x 55 mm)

- Podľa horného rozloženia plošných spojov znázorneného na obrázkoch je spájka: odpory, spojovacie vodiče, zásuvky so zásuvkovými lištami (pre Rp), zásuvkové a zástrčkové konektory (zásuvkové konektory tu uvedené na obrázkoch vhodné pre Arduino Nano alebo Arduino Micro), kondenzátory, LED

Krok 9: AKO BUDOVAŤ - krok 2

- Pripojte všetky komponenty podľa nižšie zobrazeného rozloženia DPS.

Krok 10: AKO BUDOVAŤ - krok 3

- Realizujte drôtový konektor pre batériu pomocou popruhu/držiaka batérie, konektorov zásuviek a zmršťovacej trubice; pripojte ho k doske „con1“PCB (konektor1)

Krok 11: AKO BUDOVAŤ - krok 4

- Realizujte tri káble elektród (pomocou koaxiálneho kábla, zásuvkových konektorov, teplom zmrštiteľnej trubice, aligátorovej spony) a pripojte ich k doske plošných spojov a utiahnite ich k doske pomocou niektorých pevných káblov.

Krok 12: AKO BUDOVAŤ - krok 5

- Realizujte prepínač (pomocou posuvného prepínača, konektorov zásuviek, zmršťovacej trubice) a pripojte ho k doske plošných spojov

- Rezistor INA128, TL062 a Rp vložte do zodpovedajúcich zásuviek

- Naprogramujte (pozri časť Popis softvéru) a pripojte dosku Arduino Nano (perforovanú prototypovú dosku a konektory záhlavia by ste mali nastaviť na doske plošných spojov, ak sa použije iná doska Arduino (napr. UNO alebo Nano))

- Pripojte modul HC-06 k PCB „con2“(konektor2)

Krok 13: AKO BUDOVAŤ - krok 6

- Pripojte prepojku J1, aby ste použili referenčnú elektródu

- Pripojte batériu

Krok 14: AKO BUDOVAŤ - krok 7

- Umiestnite obvod do vhodnej škatule s otvormi pre LED, káble a vypínač.

Podrobnejší popis je uvedený v súbore Montážna príručka.

Krok 15: ĎALŠIE MOŽNOSTI

- Signál EKG na monitorovanie je filtrovaný medzi 0,1 a 40 Hz; hornú hranicu pásma dolnopriepustného filtra je možné zvýšiť zmenou R8 alebo C8 a R9 alebo C9.

- Namiesto rezistora Rp je možné na zmenu zisku (a zosilnenie signálu EKG) za behu použiť trimer alebo potenciometer.

- Zariadenie EKG môže pracovať aj s rôznymi doskami Arduino. Testovali sa Arduino Nano a Arduino UNO. Je možné použiť aj iné dosky (napríklad Arduino Micro, Arduino Mega atď.), Poskytnutý súbor náčrtu Arduino však vyžaduje úpravy podľa vlastností dosky.

-Zariadenie EKG môže pracovať aj s modulom HC-05 namiesto HC-06.

Krok 16: POPIS SOFTVÉRU

Nevyžadujú sa žiadne znalosti programovania softvéru.

Programovanie Arduino: Súbory skici Arduino je možné ľahko nahrať na dosku Arduino inštaláciou Arduino Software IDE (bezplatné stiahnutie z oficiálnej webovej stránky Arduino) a podľa návodu, ktorý je k dispozícii na oficiálnych webových stránkach Arduino. K dispozícii je jeden súbor náčrtu („ECG_SmartApp_skecht_arduino.ino“) pre Arduino Nano a Arduino UNO (skica bola testovaná s oboma doskami). Rovnaký náčrt by mal fungovať aj s Arduino Micro (táto doska nebola testovaná). Pri iných doskách Arduino môže byť potrebný súbor náčrtu. Inštalácia aplikácie ECG SmartApp: Ak chcete aplikáciu nainštalovať, skopírujte dodaný súbor apk „ECG_SmartApp_ver1.apk“(alebo „ECG_SmartApp_ver1_upTo150Hz.apk“v prípade verzie so šírkou pásma 150 Hz) do pamäte smartfónu, otvorte ju a postupujte podľa pokynov prijatie povolení. K dispozícii je aj verzia 2.0 vrátane nových funkcií posuvného meradla na meranie EKG a ďalších digitálnych dolných priepustných filtrov pri 100 Hz a 150 Hz).

Verzia 1.0 bola testovaná na Androide 4 a 6, zatiaľ čo verzia 2.0 bola testovaná na Androide 6 a 10.

Pred inštaláciou môže byť potrebné zmeniť nastavenie smartfónu povolením inštalácie aplikácie z neznámych zdrojov (v ponuke „Zabezpečenie“začiarknite políčko „Neznáme zdroje“). Na pripojenie zariadenia EKG k modulu Bluetooth HC-06 (alebo HC-05) môže byť pri prvom spojení Bluetooth s modulom vyžadovaný párovací kód alebo heslo: zadajte „1234“. Ak aplikácia nenájde modul Bluetooth, pokúste sa spárovať smartphone s modulom Bluetooth HC-06 (alebo HC-05) pomocou nastavenia Bluetooth v telefóne (kód párovania „1234“); táto operácia je potrebná iba raz (prvé pripojenie).

Krok 17: Zdrojové súbory

Na úpravu alebo prispôsobenie aplikácie sú k dispozícii voliteľné zdrojové súbory tu:

Potrebné sú znalosti programovania v systéme Android. Súbory.zip obsahujú zdrojové súbory, ako sú: java aktivita, kreslenie, manifest pre Android, rozloženie, ponuka - surové súbory (niektoré záznamy EKG). Môžete vytvoriť svoj vlastný projekt zahrnutím a prispôsobením takýchto súborov.

Krok 18: ZAČNITE S EKG SMARTAPP - krok 1

- Uistite sa, že batéria (max. Napätie: 9 V) pripojená k zariadeniu je nabitá

- Pred umiestnením elektród očistite pokožku. Suchá odumretá vrstva pokožky, zvyčajne prítomná na povrchu nášho tela, a prípadné vzduchové medzery medzi pokožkou a elektródami neuľahčujú prenos signálu EKG na elektródy. Je teda potrebný vlhký stav medzi elektródou a pokožkou. Pred vložením gélových podložiek elektródy (na jedno použitie) je potrebné pokožku očistiť (tkanivovou tkaninou namočenou v alkohole alebo aspoň vo vode).

- Umiestnite elektródy podľa nižšie uvedenej tabuľky. V prípade jednorazovej elektródy by sa mal medzi kožu a kovovú elektródu použiť elektródový vodivý gél (komerčne dostupný) alebo aspoň podložka z tkaninového tkaniva namočeného vo vode z vodovodu alebo vo fyziologickom roztoku.

Zariadenie umožňuje zaznamenávať EKG (LI, LII alebo LIII) aj pomocou iba 2 elektród; referenčná elektróda (čierna) je voliteľná a je možné ju vylúčiť pomocou vypínača alebo odstránením prepojky J1 (pozri montážny návod). Na dosiahnutie lepšej kvality signálu (nižší šum) by sa však mala použiť referenčná elektróda.

Krok 19: ZAČNITE S EKG SMARTAPP - krok 2

- Zapnite zariadenie EKG pomocou vypínača (rozsvieti sa červená dióda)

- Spustite aplikáciu na smartfóne

-Stlačením tlačidla „ON“pripojíte smartphone k zariadeniu EKG (aplikácia vás požiada o povolenie zapnúť Bluetooth: stlačte „Áno“) a počkajte, kým sa objaví Bluetooth HC-06 (alebo HC-05) Modul zariadenia na EKG. V prípade prvého Bluetooth spojenia s modulom môžete požiadať o párovací kód alebo heslo: zadajte „1234“. Ak aplikácia nenájde modul Bluetooth, pokúste sa spárovať smartphone s modulom Bluetooth HC-06 (alebo HC-05) pomocou nastavenia Bluetooth v telefóne (párovací kód „1234“); táto operácia je potrebná iba raz (prvé pripojenie)

- Po nadviazaní spojenia sa na obrazovke zobrazí signál EKG; v prípade LI (predvolený zvod je LI, ak chcete zmeniť zvod, prejdite na odsek „Nastavenie“), srdcová frekvencia (HR) sa odhadne v reálnom čase. Signál sa bude aktualizovať každé 3 sekundy

- Ak chcete použiť digitálny filter, stlačte tlačidlo „Filter“a zo zoznamu vyberte filter. V predvolenom nastavení sa používa dolnopriepustný filter pri 40 Hz a zárezový filter (podľa preferencií uložených v nastavení).

Krok 20: NASTAVENIA

- Stlačte tlačidlo „Nastaviť“. otvorte stránku s nastaveniami/predvoľbami

- Súbor používateľskej príručky otvoríte stlačením „Používateľskej príručky (help.pdf)“

- Vyberte zvod EKG (predvolená je LI)

- Vyberte frekvenciu filtra zárezu (podľa frekvencie rušenia: 50 alebo 60 Hz)

- Vyberte možnosť uloženia súboru, ak chcete do súboru uložiť signál EKG filtrovaný alebo nefiltrovaný

- Predvoľby uložíte stlačením tlačidla „Uložiť nastavenia“

Ziskovú hodnotu je možné zmeniť v prípade hardvérovej úpravy alebo prispôsobenia zariadenia EKG.

Krok 21: ZÁZNAM SIGNÁLU EKG

- Vložte názov súboru (ak používateľ zaznamená viac signálov EKG v tej istej relácii bez zmeny názvu súboru, na koniec názvu súboru sa pridá progresívny index, aby sa predišlo prepísaniu predchádzajúceho záznamu)

- Stlačte „Rec.“tlačidlo na spustenie záznamu signálu EKG

- Nahrávanie zastavíte stlačením tlačidla „Stop“

- Každý signál EKG bude uložený v súbore txt v priečinku „ECG_Files“umiestnenom v hlavnom koreňovom adresári pamäte smartfónu. Signál EKG je možné uložiť filtrovaný alebo nefiltrovaný podľa preferencií uložených v nastavení

- Stlačením tlačidla „Reštartovať“znova zobrazíte signál EKG získaný počas behu

- Ak chcete zaznamenať nový signál EKG, zopakujte predchádzajúce body

Súbor EKG obsahuje sériu vzoriek (vzorkovacia frekvencia: 600 Hz) amplitúdy signálu EKG v mV.

Krok 22: OTVORENIE A ANALÝZA SÚBORU EKG

- Stlačte tlačidlo „Otvoriť“: zobrazí sa zoznam súborov uložených v priečinku „ECG_Files“

- Vyberte súbor EKG, ktorý chcete zobraziť

Prvá časť súboru EKG sa zobrazí (10 sekúnd) bez mriežky.

Užívateľ sa môže na displeji ručne posúvať a vizualizovať tak ľubovoľný časový interval signálu EKG.

Na priblíženie alebo oddialenie môže používateľ stlačiť ikony lupy (pravý roh v spodnej časti grafu) alebo použiť priblíženie alebo oddialenie priamo na displeji smartfónu.

Časová os, os napätia a štandardná mriežka EKG sa automaticky zobrazia, keď bude zobrazený časový interval kratší ako 5 sekúnd (priblížením). Hodnoty osi napätia (os y) sú v mV, zatiaľ čo hodnoty časovej osi (os x) sú v sekundách.

Ak chcete použiť digitálny filter, stlačte tlačidlo „Filter“a vyberte filter zo zoznamu. Štandardne je použitý dolnopriepustný filter pri 40 Hz, filter na odstránenie putujúcej čiary a zárezový filter (podľa preferencií uložených v nastavení). Názov grafu zobrazuje:

- názov súboru

- frekvenčné pásmo EKG podľa použitých filtrov

- štítok „potulná základná línia odstránená“, ak je použitý filter základnej časti putovania

- štítok „~ 50“alebo „~ 60“podľa použitého zárezového filtra

Užívateľ môže vykonávať merania (časový interval alebo amplitúda) medzi dvoma bodmi grafu pomocou tlačidiel „Získať Pt1“a „Získať Pt2“. Na výber prvého bodu (Pt1) môže používateľ stlačiť „Získať Pt1“a manuálne vybrať bod signálu EKG kliknutím priamo na graf: na modrom signáli EKG sa zobrazí červený bod; ak používateľovi chýba krivka EKG, nevyberie sa žiadny bod a zobrazí sa reťazec „žiadny bod nebol vybraný“: používateľ musí výber zopakovať. Rovnaký postup je potrebný aj pri výbere druhého bodu (Pt2). Týmto spôsobom sa zobrazia rozdiely (Pt2 - Pt1) časových hodnôt v ms (dX) a amplitúdových hodnôt v mV (dY). Tlačidlo „Vymazať“vymaže vybrané body.

Užívateľ môže nastaviť zisk signálu EKG pomocou tlačidiel „+“(pre zväčšenie) a „-“(pre zmenšenie); maximálny zisk: 5,0 a minimálny zisk: 0,5

Krok 23: MENU FILTROV

- ŽIADNY digitálny filter: odstráňte všetky použité digitálne filtre

- Odstrániť túlavú základnú líniu: Na odstránenie putovania základnej čiary použite konkrétne spracovanie. V prípade veľmi hlučného signálu môže spracovanie zlyhať

- Horný priechod „x“Hz: použite horný priepustný filter IIR podľa špecifikovanej medznej frekvencie „x“

- Dolný priechod „x“Hz: použite dolnopriepustný filter IIR podľa špecifikovanej medznej frekvencie „x“

- Odstránenie 50 Hz ZAPNUTÉ (zárez+LowPass 25 Hz): naneste obzvlášť stabilný FIR filter, ktorý je zárezom pri 50 Hz aj dolným priechodom okolo 25 Hz

- Odstránenie 60 Hz zapnuté (zárez+LowPass 25 Hz): naneste obzvlášť stabilný FIR filter, ktorý je zárezom pri 60 Hz aj dolným priechodom okolo 25 Hz

- Odstránenie 50 Hz ZAPNUTÉ: použite rekurzívny zárezový filter pri 50 Hz

- Odstránenie 60 Hz ZAPNUTÉ: použite rekurzívny zárezový filter pri 60 Hz

- Odstránenie 50/60 Hz VYPNUTÉ: odstráňte použitý zárezový filter

Krok 24: ŠPECIFIKÁCIE HARDWARU

-Max. Amplitúda vstupného signálu (špička-špička): 3,6 mV (max. Amplitúda vstupného signálu závisí od zisku hardvéru)

- Napájanie: POUŽÍVAJTE IBA BATÉRIE (nabíjateľné aj nenabíjateľné)

- Min. Napätie: 6 V (napr. 4 x 1,5 V batérie)

- Maximálne napätie: 9 V (napr. 6 x 1,5 V alebo 1 x 9 V batérie)

- Vzorkovacia frekvencia: 600 Hz

- Šírka frekvenčného pásma @ - 3dB (hardvér): 0,1 Hz - 40 Hz (Hornú hranicu pásma dolného priepustného filtra je možné zvýšiť až o 0,1 Hz - 150 Hz, zmenou komponentov filtra RC (pozri montážny návod)

- CMRR: min. 1209 dB

- Zosilnenie (Hardware_Gain): 1005 (dá sa zmeniť nahradením zosilňovacieho odporu (pozri montážny manuál) - Rozlíšenie: 5V / (1024 x Hardware_Gain)

- predpätý prúd max. 10 nA - počet kanálov EKG: 1

- EKG zvody: končatinové zvody LI, LII a LIII

- Pripojenie k smartfónu: cez Bluetooth

- Teoretický napájací prúd: <50 mA (na základe údajov v informačnom liste rôznych komponentov)

- Nameraný napájací prúd: <60 mA (s napájacím napätím 9 V a Arduino Nano)

- Počet elektród: 2 alebo 3

Zariadenie umožňuje zaznamenávať EKG (LI, LII alebo LIII) aj pomocou iba 2 elektród; referenčná elektróda (čierna) je voliteľná a môže byť vylúčená odstránením prepojky J1 (alebo prepínača S2, pozri súbor s návodom na montáž). Na dosiahnutie lepšej kvality signálu (nižší šum) by sa však mala použiť referenčná elektróda.

Krok 25: ŠPECIFIKÁCIE SOFTVÉRU

- Vizualizácia EKG počas záznamu (časové okno: 3 sekundy)

- Odhad srdcového tepu (iba pre LI)

- Vzorkovacia frekvencia: 600 Hz

- Nahrávanie signálu EKG a ukladanie do súboru txt (filtrované alebo nefiltrované signály je možné uložiť do súboru txt podľa nastavenia) do vnútornej pamäte smartfónu (priečinok: „ECG_Files“umiestnený v hlavnom koreni)

- Údaje (vzorky) sa ukladajú ako hodnoty v mV pri 600 Hz (hodnota 16 číslic)

- Vizualizácia uloženého súboru s možnosťou priblíženia, mriežky, nastavenia zisku (od „x 0,5“do „x 5“) a výberom dvoch bodov (na meranie rozdielu časovej vzdialenosti a amplitúdy)

- Displej smartfónu: rozloženie aplikácie sa prispôsobuje rôznej veľkosti displeja; Pre lepšiu vizualizáciu sa však odporúča minimálne 3,7 palcový displej s rozlíšením 480 x 800 pixelov

Digitálne filtrovanie:

- High pass filtrovanie pri 0,1, 0,15, 0,25, 0,5, 1 Hz

- Nízkopriepustná filtrácia pri 25, 35, 40 Hz (pri 100 a 150 Hz sú k dispozícii vo verzii ECG SmartApp pre šírku pásma pri 150 Hz)

- Zárezová filtrácia na odstránenie rušenia elektrického vedenia pri 50 alebo 60 Hz

- Putovanie po odstránení základnej línie

Krok 26: ZÍSKAJTE NA DOTYK

www.ecgsmartapp.altervista.org/index.html