Kā izveidot lētu EKG ierīci: 26 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Sveiki visiem!

Mani sauc Mariano, un es esmu biomedicīnas inženieris. Es pavadīju dažas nedēļas nogales, lai izstrādātu un realizētu zemu izmaksu EKG ierīces prototipu, kura pamatā ir Arduino plāksne, kas, izmantojot Bluetooth, ir savienota ar Android ierīci (viedtālruni vai planšetdatoru). Es vēlos dalīties ar jums savā "EKG SmartApp" projektā, un jūs atradīsit visus norādījumus un programmatūru EKG ierīces izveidošanai. Ierīce ir paredzēta tikai kā dizaina izpētes projekts, un tā NAV medicīniska ierīce, tāpēc, pirms turpināt, lūdzu, izlasiet brīdinājumus. Ierīce sastāv no aparatūras paneļa EKG signālu iegūšanai no ķermeņa un Android lietotnes signālu ierakstīšanai, apstrādei un saglabāšanai.

Vienkāršā shēmas konstrukcija un izkārtojums ir labs kompromiss gan zemām izmaksām (maz sastāvdaļu), gan labai veiktspējai. Izslēdzot viedtālruni un vienreizējās lietošanas detaļas (elektrodus un baterijas), visas ierīces izmaksas ir aptuveni 40 eiro (43 ASV dolāri).

Šis EKG ierīces projekts ir paredzēts tikai kā dizaina izpētes projekts, un tas NAV medicīnas ierīce, tāpēc, pirms turpināt, lūdzu, izlasiet brīdinājumus un drošības jautājumus.

1. darbība: brīdinājumi

Šis EKG ierīces projekts ir paredzēts tikai kā dizaina izpētes projekts, un tas NAV medicīniska ierīce. Izmantojiet TIKAI akumulatoru (maksimālais spriegums: 9V). NELIETOJIET maiņstrāvas avotu, nevienu transformatoru vai citu sprieguma avotu, lai izvairītos no nopietniem savainojumiem un elektriskās strāvas trieciena sev vai citiem. Nepievienojiet šeit piedāvātajai EKG ierīcei nevienu ar maiņstrāvu darbināmu instrumentu vai ierīci. EKG ierīce ir elektriski savienota ar personu, un drošības nolūkos un, lai novērstu ierīces bojājumus, jāizmanto tikai zemsprieguma baterijas (maks. 9 V). Elektrodu novietošana uz korpusa nodrošina lielisku ceļu strāvas plūsmai. Kad ķermenis ir pievienots jebkurai elektroniskai ierīcei, jums jābūt ļoti uzmanīgam, jo tas var izraisīt nopietnu un pat letālu elektriskās strāvas triecienu. Autori nav atbildīgi par kaitējumu, kas radies, izmantojot kādu no šajā rokasgrāmatā aprakstītajām shēmām vai procedūrām. Autori neapgalvo, ka neviena no shēmām vai procedūrām nav droša. Lietojiet uz savu risku. Ir obligāti, lai ikviens, kurš vēlas izveidot šo ierīci, labi saprastu, kā droši un kontrolēti izmantot elektroenerģiju.

2. darbība. Nepieciešamie programmatūras faili (Android lietotne un Arduino skice)

EKG ierīci var viegli izveidot, un aparatūras shēmas realizēšanai ir nepieciešamas tikai pamatzināšanas par elektroniku. Nav nepieciešamas zināšanas par programmatūras programmēšanu, jo viss, kas jums nepieciešams, ir instalēt lietotni, atverot apk failu no Andriod viedtālruņa, un augšupielādēt pievienoto Arduino skici uz Arduino plates (to var viegli izdarīt, izmantojot Arduino Software IDE un vienu no daudzas pamācības, kas pieejamas tīmeklī).

Ir pieejama arī lietotnes versija 2.0, ieskaitot jaunas suporta funkcijas EKG mērījumiem un citus digitālos zemas caurlaidības filtrus pie 100 Hz un 150 Hz). Versija 1.0 ir pārbaudīta operētājsistēmās Android 4 un 6, savukārt versija 2.0 ir pārbaudīta operētājsistēmās Android 6 un 10.

3. darbība. Apraksts

Ierīce tiek darbināta ar akumulatoru, un tā sastāv no priekšpuses ķēdes, lai iegūtu EKG signālus (tikai ekstremitāšu vadus), izmantojot parastos elektrodus, un Arduino plates, lai digitalizētu analogo signālu un pārsūtītu to uz Android viedtālruni, izmantojot Bluetooth protokolu. Saistītā lietotne reāllaikā vizualizē EKG signālu un dod iespēju filtrēt un saglabāt signālu failā.

4. solis: montāžas rokasgrāmata un lietotāja rokasgrāmata

Visas detalizētās instrukcijas EKG ierīces izveidei var atrast arī montāžas rokasgrāmatas failā, bet visa informācija par tās lietošanu ir aprakstīta lietotāja rokasgrāmatas failā.

5. darbība: Aparatūras apraksts

Vienkāršā shēmas konstrukcija un izkārtojums ir labs kompromiss, lai nodrošinātu gan zemas izmaksas (dažas sastāvdaļas), gan labu veiktspēju.

Akumulators piegādā (+Vb) Arduino plati un LED L1, kad ierīce ir ieslēgta (R12 = 10 kOhm kontrolē L1 strāvu); pārējo ierīci piegādā Arduino 5 V sprieguma izeja (+Vcc). Būtībā ierīce darbojas no 0 V (-Vcc) līdz 5 V (+Vcc), tomēr vienu barošanas avotu pārveido par divkāršu barošanu, izmantojot sprieguma dalītāju ar vienādiem rezistoriem (R10 un R11 = 1 MOhm), kam seko vienotības pastiprināšanas buferis (1/2 TL062). Izejai ir 2,5 V (TL062 barošanas avota vidējais spriegums: 0-5 V); tad pozitīvās un negatīvās jaudas sliedes nodrošina divkāršu barošanu (± 2,5 V) attiecībā pret kopējo spaili (atsauces vērtība). Kondensatori C3 (100 nF), C4 (100 nF), C5 (1 uF, elektrolītiskie) un C6 (1 uF, elektrolītiskie) padara sprieguma padevi stabilāku. Drošības nolūkos katrs elektrods ir savienots ar ierīci, izmantojot 560 kOhm (R3, R4, R13) aizsardzības rezistoru, lai ierobežotu strāvu, kas ieplūst pacientā ierīces bojājuma gadījumā. Šie augstie rezistori (R3, R4, R13) jāizmanto pret retu situāciju, kad zemsprieguma jauda (6 vai 9 V atbilstoši izmantotajam akumulatora barošanas spriegumam) nejauši nonāk pacienta vados vai INA komponenta dēļ neizdoties. Turklāt divi CR augstfrekvences filtri (C1-R1 un C2-R2), kas novietoti divās ieejās, bloķē līdzstrāvas strāvu un samazina nevēlamu līdzstrāvas un zemfrekvences troksni, ko rada elektrodu kontakta potenciāls. EKG signāls pirms pastiprināšanas posma tiek filtrēts ar augstu caurlaidību ar izslēgšanas frekvenci aptuveni 0,1 Hz (pie -3 dB). R1 (kā R2) klātbūtne samazina pirmspastiprināšanas posma ieejas impedenci tā, ka signāls tiek samazināts par koeficientu atkarībā no R1 un R3 vērtības (kā R2 un R4); Šādu koeficientu var aptuveni noteikt:

R1 / (R1 + R3) = 0,797, ja R1 = 2,2 MOhm un R2 = 560 kOhm

Ieteicams izvēlēties pāri C1 - C2 (1 uF, plēves kondensators) ar jaudas vērtībām ļoti tuvu viens otram, pāris R1- R2 (2,2 MOhm) ar pretestības vērtībām ļoti tuvu viens otram un vienādi pārim R3 - R4. Tādā veidā instrumentu pastiprinātājs (INA128) samazina nevēlamu nobīdi. Jebkura neatbilstība starp divkāršās ievades ķēdes sastāvdaļu ķēdes parametriem veicina CMRR pasliktināšanos; šādām sastāvdaļām jābūt ļoti labi saskaņotām (pat fiziskajam izkārtojumam), lai to pielaide būtu jāizvēlas pēc iespējas zemāka (alternatīvi, operators var izmērīt vērtības manuāli ar multimetru, lai izvēlētos pāris komponentus ar vērtībām pēc iespējas tuvāk)). R5 (2,2 kOhm) nosaka INA128 pastiprinājumu pēc formulas:

G_INA = 1 + (50 kΩ / R5)

EKG signālu tik pastiprina INA un secīgi augstfrekvences filtrē ar C7 un R7 (ar -3 dB izslēgšanas frekvenci ap 0,1 Hz, ja C7 = 1 uF un R7 = 2,2 MOhm), lai novērstu jebkādu līdzstrāvas nobīdes spriegumu pirms pēdējā un lielāks pastiprinājums, ko veic darbības pastiprinātājs (1/2 TL062) neinvertējošā konfigurācijā ar pastiprinājumu:

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

Lai ļautu lietotājam mainīt pastiprinājumu izpildes laikā, operators var izvēlēties izmantot mainīgu rezistoru (trimmeri / potenciometru), nevis Rp vai sieviešu ligzdas sloksni pretestībai, kuru var mainīt (jo nav pielodēts). Tomēr pirmajā gadījumā nav iespējams precīzi zināt faktisko EKG signāla pastiprinājumu (datu mV vērtības nebūs pareizas), savukārt otrajā gadījumā ir iespējams iegūt pareizās vērtības mV, norādot Rp vērtība formulā “Gain” lietotnes sadaļā “Setting” (skatiet lietotāja rokasgrāmatu). C8 kondensators rada zemas caurlaidības filtru ar -3 dB izslēgšanas frekvenci ap 40 Hz kā RC filtru, ko veido R9 un C9. Izslēgšanas frekvences vērtību nosaka pēc formulas:

f = 1 / (2*π*C*R).

Zemfrekvences filtriem @ 40 Hz [1] RC komponentu vērtības ir šādas:

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

EKG signāls tiek filtrēts diapazonā no 0,1 līdz 40 Hz un pastiprināts ar pastiprinājumu, kas vienāds ar:

Pastiprinājums = 0,797 * G_INA * G_TL062

Tā kā R5 = 2, 2 kOhm, R8 = 120 kOhm, R6 = 100 omi, Rp = 2, 2 KOhm, Pastiprinājums = 0,797 * (1+50000/2200) * (1+120000 / (2200+100)) = 1005

Lai filtra izslēgšanas frekvencēm būtu precīzas vērtības, RC filtra sastāvdaļu pielaidēm jābūt pēc iespējas zemākām (alternatīvi, operators var izmērīt vērtības manuāli ar multimetru, lai izvēlētos vērtības, kas ir vistuvāk vēlamajai vērtībai).

Analogais signāls tiek digitalizēts ar Arduino plati (A0 ieejas kanāls) un pēc tam ar sērijas sakaru tapām tiek pārraidīts uz HC-06 moduli; visbeidzot, dati tiek nosūtīti uz viedtālruni, izmantojot Bluetooth.

Atsauces elektrods (melns) nav obligāts, un to var izslēgt, noņemot džemperi J1 (vai operators džempera vietā var izmantot slēdzi). Ķēdes konfigurācija ir paredzēta darbam arī ar diviem elektrodiem; tomēr, lai iegūtu labāku signāla kvalitāti (zemāks troksnis), jāizmanto atsauces elektrods.

6. darbība: SASTĀVDAĻAS

Izslēdzot viedtālruni un vienreizējās lietošanas detaļas (elektrodus un baterijas), visas ierīces izmaksas ir aptuveni 43 ASV dolāri (šeit tiek uzskatīts par vienu produktu; lielāka daudzuma gadījumā cena samazināsies).

Detalizētu visu sastāvdaļu sarakstu (aprakstu un aptuvenās izmaksas) skatiet montāžas rokasgrāmatas failā.

7. solis: nepieciešami rīki

- Nepieciešami instrumenti: testeris, griezēji, lodāmurs, lodēšanas stieple, skrūvgriezis un knaibles.

8. darbība: KĀ BŪVĒT - 1. darbība

- Sagatavojiet perforētu prototipa dēli ar 23x21 caurumiem (aptuveni 62 mm x 55 mm)

- Saskaņā ar PCB augšējo izkārtojumu, kas parādīts attēlos, lodēt: rezistori, savienojošie vadi, sieviešu ligzdas sloksnes (Rp) ligzdas, vīriešu un sieviešu galvenes savienotāji (sieviešu galvenes savienotāju pozīcija, kas norādīta attēlos, ir piemērota Arduino Nano vai Arduino Mikro), kondensatori, Led

9. solis: KĀ BŪVĒT - 2. darbība

- Pievienojiet visas sastāvdaļas saskaņā ar šeit parādīto PCB apakšējo izkārtojumu.

10. solis: KĀ BŪVĒT - 3. darbība

- Izveidojiet akumulatora vadu savienotāju, izmantojot akumulatora siksnu/turētāju, mātes savienotājus un termiski saraušanās caurules; pievienojiet to PCB “con1” (savienotājs1)

11. solis: KĀ BŪVĒT - 4. solis

- Izveidojiet trīs elektrodu kabeļus (izmantojot koaksiālo kabeli, mātes savienotājus, termiski saraušanās caurules, aligatora skavu) un pievienojiet tos PCB, pievelkot tos pie plates ar dažiem cietiem kabeļiem

12. solis: KĀ BŪVĒT - 5. solis

- Izveidojiet slēdzi (izmantojot bīdāmo slēdzi, mātes savienotājus, termiski saraušanās caurules) un pievienojiet to PCB

- Ievietojiet INA128, TL062 un Rp rezistoru atbilstošajās kontaktligzdās

- Programmējiet (skatiet sadaļu Programmatūras apraksts) un pievienojiet Arduino Nano plāksni (ja tiek izmantota cita Arduino plate (piemēram, UNO vai Nano), PCB ir jāpielāgo perforēts prototipa dēlis un galvenes savienotāji).

- Pievienojiet HC-06 moduli PCB “con2” (savienotājs2)

13. darbība: KĀ BŪVĒT - 6. darbība

- Pievienojiet džemperi J1, lai izmantotu atsauces elektrodu

- Pievienojiet akumulatoru

14. solis: KĀ BŪVĒT - 7. solis

- Ievietojiet ķēdi piemērotā kastē ar caurumiem LED, kabeļiem un slēdzim.

Sīkāks apraksts ir parādīts montāžas rokasgrāmatas failā.

15. darbība: CITAS IESPĒJAS

- EKG signāls lietojuma uzraudzībai tiek filtrēts no 0,1 līdz 40 Hz; zemās caurlaides filtra augšējo joslas robežu var palielināt, mainot R8 vai C8 un R9 vai C9.

- Rp rezistora vietā var izmantot trimmeri vai potenciometru, lai mainītu pastiprinājumu (un pastiprinātu EKG signālu) izpildes laikā.

- EKG ierīce var darboties arī ar dažādiem Arduino dēļiem. Tika pārbaudīti Arduino Nano un Arduino UNO. Var izmantot arī citus dēļus (piemēram, Arduino Micro, Arduino Mega u.c.), tomēr paredzētajā Arduino skiču failā ir nepieciešamas izmaiņas atbilstoši tāfeles īpašībām.

-EKG ierīce var darboties arī ar moduli HC-05, nevis HC-06.

16. darbība: PROGRAMMATŪRAS APRAKSTS

Programmatūras zināšanas nav nepieciešamas.

Arduino programmēšana: Arduino skices failus var viegli augšupielādēt Arduino panelī, instalējot Arduino Software IDE (bezmaksas lejupielāde no Arduino oficiālās vietnes) un sekojot apmācībai, kas pieejama Arduino oficiālajā vietnē. Tiek nodrošināts viens skices fails (“ECG_SmartApp_skecht_arduino.ino”) gan Arduino Nano, gan Arduino UNO (skice tika pārbaudīta ar abām plāksnēm). Šai pašai skicei vajadzētu darboties arī ar Arduino Micro (šī plāksne netika pārbaudīta). Citās Arduino kartēs skiču failā var būt nepieciešamas izmaiņas. EKG SmartApp instalēšana: Lai instalētu lietotni, viedtālruņa atmiņā nokopējiet piegādāto apk failu “ECG_SmartApp_ver1.apk” (vai “ECG_SmartApp_ver1_upTo150Hz.apk”, ja versija ir joslas platumam pie 150 Hz), atveriet to un izpildiet norādījumus atļauju pieņemšana. Ir pieejama arī versija 2.0, ieskaitot jaunas suporta funkcijas EKG mērījumiem un citus digitālos zemas caurlaidības filtrus pie 100 Hz un 150 Hz).

Versija 1.0 ir pārbaudīta operētājsistēmās Android 4 un 6, savukārt versija 2.0 ir pārbaudīta operētājsistēmās Android 6 un 10.

Pirms instalēšanas var būt nepieciešams mainīt viedtālruņa iestatījumus, atļaujot instalēt lietotni no nezināmiem avotiem (izvēlnē “Drošība” atzīmējiet izvēles rūtiņu “Nezināmi avoti”). Lai savienotu EKG ierīci ar HC-06 (vai HC-05) Bluetooth moduli, pirmā savienojuma ar moduli gadījumā var tikt prasīts savienošanas kods vai parole: ievadiet “1234”. Ja lietotne neatrod Bluetooth moduli, mēģiniet savienot pārī viedtālruni ar HC-06 (vai HC-05) Bluetooth moduli, izmantojot viedtālruņa Bluetooth iestatījumu (savienošanas kods “1234”); šī darbība ir nepieciešama tikai vienu reizi (pirmais savienojums).

17. darbība: avota faili

Lai modificētu vai personalizētu lietotni, papildu avota faili ir pieejami šeit:

Nepieciešamas Android programmēšanas iemaņas.. Zip faili ietver tādus avota failus kā: java darbība, zīmējams, android manifests, izkārtojums, izvēlne - neapstrādāti faili (daži EKG piemēru ieraksti). Jūs varat izveidot savu projektu, iekļaujot un personalizējot šādus failus.

18. darbība: SĀKT AR EKG SMARTAPP - 1. darbība

- Pārliecinieties, vai ierīcei pievienotais akumulators (maksimālais spriegums: 9V) ir uzlādēts

- Pirms elektrodu ievietošanas notīriet ādu. Sausais atmirušais ādas slānis, kas parasti atrodas uz mūsu ķermeņa virsmas, un iespējamās gaisa spraugas starp ādu un elektrodiem neatvieglo EKG signāla pārraidi uz elektrodiem. Tāpēc ir nepieciešams mitrs stāvoklis starp elektrodu un ādu. Pirms elektroda gēla spilventiņu ievietošanas (vienreizējās lietošanas) āda ir jātīra (auduma audums, kas piesūcināts ar alkoholu vai vismaz ūdeni).

- Novietojiet elektrodus saskaņā ar tabulu. Ja nav vienreizlietojama elektroda, starp ādu un metāla elektrodu vai vismaz auduma spilventiņu, kas iemērc krāna ūdenī vai sāls šķīdumā, jāizmanto elektrodu vadošs gēls (nopērkams tirdzniecībā).

Ierīce ļauj ierakstīt EKG (LI, LII vai LIII) arī, izmantojot tikai 2 elektrodus; atsauces elektrods (melns) nav obligāts, un to var izslēgt, izmantojot slēdzi vai noņemot džemperi J1 (skat. montāžas rokasgrāmatu). Tomēr, lai iegūtu labāku signāla kvalitāti (zemāks troksnis), jāizmanto atsauces elektrods.

19. darbība: SĀKT AR EKG SMARTAPP - 2. darbība

- Ieslēdziet EKG ierīci, izmantojot slēdzi (ieslēdzas sarkanā gaismas diode)

- Palaidiet lietotni viedtālrunī

-Nospiediet pogu “IESLĒGTS”, lai viedtālruni savienotu ar EKG ierīci (lietotne lūgs jums atļauju ieslēgt Bluetooth: nospiediet “Jā”) un gaidiet, līdz tiks atklāts HC-06 (vai HC-05) Bluetooth EKG ierīces modulis. Pirmā Bluetooth savienojuma gadījumā ar moduli var tikt prasīts pāra kods vai parole: ievadiet “1234”. Ja lietotne neatrod Bluetooth moduli, mēģiniet savienot pārī viedtālruni ar HC-06 (vai HC-05) Bluetooth moduli, izmantojot viedtālruņa Bluetooth iestatījumu (savienošanas kods “1234”); šī darbība ir nepieciešama tikai vienu reizi (pirmais savienojums)

- Kad savienojums ir izveidots, ekrānā parādīsies EKG signāls; LI gadījumā (noklusējuma vads ir LI, lai mainītu vadu, lūdzu, dodieties uz punktu “Iestatījumi”) sirdsdarbības ātrums (HR) tiks novērtēts reālā laikā. Signāls tiks atjaunināts ik pēc 3 sekundēm

- Lai lietotu digitālo filtru, nospiediet pogu “Filtrs” un izvēlieties filtru no saraksta. Pēc noklusējuma tiek lietots zemas caurlaidības filtrs @ 40 Hz un iecirtuma filtrs (atbilstoši iestatījumā saglabātajām vēlmēm).

20. darbība: IESTATĪJUMI

- Nospiediet pogu “Iestatīt”. lai atvērtu iestatījumu/preferenču lapu

- Nospiediet “User Manual (help.pdf)”, lai atvērtu lietotāja rokasgrāmatas failu

- Izvēlieties EKG vadu (LI ir noklusējums)

- Izvēlieties iecirtuma filtra frekvenci (atbilstoši traucējumu frekvencei: 50 vai 60 Hz)

- Izvēlieties faila saglabāšanas opciju, lai failā saglabātu EKG signālu filtrētu vai nefiltrētu

- Nospiediet pogu “Saglabāt iestatījumus”, lai saglabātu preferences

Pastiprinājuma vērtību var mainīt aparatūras modifikācijas vai EKG ierīces personalizācijas gadījumā.

21. solis: EKG SIGNĀLA IERAKSTĪŠANA

- Ievietojiet faila nosaukumu (ja lietotājs vienā sesijā reģistrē vairāk EKG signālu, nemainot faila nosaukumu, faila nosaukuma beigās tiek pievienots progresīvais indekss, lai izvairītos no iepriekšējā ieraksta pārrakstīšanas)

- Nospiediet “Rec”. pogu, lai sāktu EKG signāla ierakstīšanu

- Nospiediet pogu “Stop”, lai apturētu ierakstīšanu

- Katrs EKG signāls tiks saglabāts txt failā mapē “ECG_Files”, kas atrodas viedtālruņa atmiņas galvenajā saknē. EKG signālu var saglabāt filtrētu vai nefiltrētu atbilstoši iestatījumā saglabātajām vēlmēm

- Nospiediet pogu “Restart”, lai vēlreiz vizualizētu EKG signālu, kas iegūts izpildes laikā

- Lai ierakstītu jaunu EKG signālu, atkārtojiet iepriekšējos punktus

EKG failā ir EKG signāla amplitūdas mV virkne paraugu (paraugu ņemšanas frekvence: 600 Hz).

22. solis: EKG FILES ATVĒRŠANA UN ANALĪZE

- Nospiediet pogu “Atvērt”: parādīsies mapē “ECG_Files” saglabāto failu saraksts

- Izvēlieties vizualizējamo EKG failu

EKG faila pirmā daļa tiks parādīta (10 sekundes) bez režģa.

Lietotājs var manuāli ritināt displejā, lai vizualizētu jebkuru EKG signāla laika intervālu.

Lai tuvinātu vai tālinātu, lietotājs var nospiest palielināmā stikla ikonas (labais stūris diagrammas apakšdaļā) vai izmantot šķipsnu tālummaiņu tieši viedtālruņa displejā.

Laika ass, sprieguma ass un standarta EKG režģis automātiski parādīsies, kad tiks vizualizēts laika intervāls, kas mazāks par 5 sekundēm (tuvinot). Sprieguma ass (y ass) vērtības ir mV, savukārt laika ass (x ass) vērtības ir sekundēs.

Lai lietotu digitālo filtru, nospiediet pogu “Filtrs” un izvēlieties filtru no saraksta. Pēc noklusējuma tiek lietots zemas caurlaidības filtrs @ 40 Hz, filtrs, kas noņem klejojošo līniju, un iecirtuma filtrs (atbilstoši iestatījumā saglabātajām vēlmēm). Diagrammas nosaukums parāda:

- faila nosaukums

- EKG frekvenču josla atbilstoši izmantotajiem filtriem

- etiķete “klejojošā bāzes līnija noņemta”, ja tiek izmantots klejojošais bāzes filtrs

- etiķete “~ 50” vai “~ 60” atbilstoši piemērotajam iecirtuma filtram

Lietotājs var veikt mērījumus (laika intervālu vai amplitūdu) starp diviem grafika punktiem, izmantojot pogas “Get Pt1” un “Get Pt2”. Lai izvēlētos pirmo punktu (Pt1), lietotājs var nospiest “Get Pt1” un manuāli izvēlēties EKG signāla punktu, noklikšķinot tieši uz diagrammas: uz EKG zilā signāla parādīsies sarkans punkts; ja lietotājs nokavē EKG līkni, neviens punkts netiks atlasīts un parādīsies virkne “nav atlasīts punkts”: lietotājam ir jāatkārto atlase. Tāda pati procedūra ir nepieciešama, lai izvēlētos otro punktu (Pt2). Tādā veidā tiks parādītas laika vērtību atšķirības (Pt2 - Pt1) ms (dX) un amplitūdas vērtības mV (dY). Poga “Notīrīt” notīra atlasītos punktus.

Lietotājs var pielāgot EKG signāla pastiprinājumu, izmantojot pogu “+” (lai palielinātu) un “-” pogu (lai samazinātu); maksimālais pieaugums: 5,0 un minimālais pieaugums: 0,5

23. darbība: FILTRU IZVĒLNE

- NAV digitālā filtra: noņemiet visus lietotos digitālos filtrus

- Noņemt klejojošo bāzes līniju: izmantojiet īpašu apstrādi, lai noņemtu sākotnējās līnijas klīstošo. Ja signāls ir ļoti trokšņains, apstrāde var neizdoties

- Augstas caurlaidības “x” Hz: lietojiet IIR augstfrekvences filtru atbilstoši norādītajai robežfrekvencei “x”

- Zemas caurlaidības “x” Hz: lietojiet IIR zemas caurlaidības filtru atbilstoši norādītajai robežfrekvencei “x”

- 50 Hz noņemšana IESLĒGTA (iecirtums+LowPass 25 Hz): uzklājiet īpaši stabilu FIR filtru, kas ir gan iecirtums pie 50 Hz, gan zems caurlaidība pie aptuveni 25 Hz

- 60 Hz noņemšana IESLĒGTA (iecirtums+LowPass 25 Hz): uzklājiet īpaši stabilu FIR filtru, kas ir gan iecirtums pie 60 Hz, gan zems caurlaidība pie aptuveni 25 Hz

- 50 Hz noņemšana IESLĒGTA: pie 50 Hz pielieciet rekursīvu filtru

- 60 Hz noņemšana IESLĒGTA: pie 60 Hz pielietojiet rekursīvu filtru

- 50/60 Hz noņemšana OFF: noņemiet uzlikto iecirtuma filtru

24. solis: Aparatūras specifikācijas

-Maksimālā ieejas signāla amplitūda (no maksimuma līdz maksimumam): 3,6 mV (maksimālā ieejas signāla amplitūda ir atkarīga no aparatūras pastiprinājuma)

- Sprieguma padeve: LIETOJIET TIKAI AKUMULATORUS (gan uzlādējamus, gan neuzlādējamus)

- Minimālais spriegums: 6V (piemēram, 4 x 1,5V baterijas)

- Maksimālais spriegums: 9V (piemēram, 6 x 1,5 V vai 1 x 9 V baterijas)

- Paraugu ņemšanas frekvence: 600 Hz

- Frekvenču joslas platums @ - 3dB (aparatūra): 0,1 Hz - 40 Hz (zemās caurlaides filtra augšējo joslas robežu var palielināt līdz 0,1 Hz - 150 Hz, mainot RC filtra komponentus (skat. Montāžas rokasgrāmatu)

- CMRR: vismaz 1209 dB

- Pastiprinājums (Hardware_Gain): 1005 (to var mainīt, nomainot pastiprinājuma rezistoru (skat. Montāžas rokasgrāmatu) - Izšķirtspēja: 5V / (1024 x Hardware_Gain))

- Slīpuma strāva max 10 nA - EKG kanālu skaits: 1

- EKG vadi: ekstremitāšu vadi LI, LII un LIII

- Viedtālruņa savienojums: izmantojot Bluetooth

- teorētiskā barošanas strāva: <50 mA (pamatojoties uz dažādu komponentu datu lapas informāciju)

- Izmērītā barošanas strāva: <60 mA (ar 9 V sprieguma padevi un Arduino Nano)

- elektrodu skaits: 2 vai 3

Ierīce ļauj ierakstīt EKG (LI, LII vai LIII) arī, izmantojot tikai 2 elektrodus; atsauces elektrods (melns) nav obligāts, un to var izslēgt, noņemot džemperi J1 (vai slēdzi S2, skatiet montāžas rokasgrāmatas failu). Tomēr, lai iegūtu labāku signāla kvalitāti (zemāks troksnis), jāizmanto atsauces elektrods.

25. darbība: PROGRAMMATŪRAS SPECIFIKĀCIJAS

- EKG vizualizācija ierakstīšanas laikā (laika logs: 3 sekundes)

- Sirdsdarbības ātruma aprēķins (tikai LI)

- Paraugu ņemšanas frekvence: 600 Hz

- EKG signāla ierakstīšana un saglabāšana txt failā (filtrētus vai nefiltrētus signālus var saglabāt txt failā atbilstoši iestatījumam) viedtālruņa iekšējā atmiņā (mape: “ECG_Files”, kas ievietota galvenajā saknē)

- Dati (paraugi) tiek saglabāti kā vērtības mV pie 600 Hz (16 ciparu vērtība)

- Saglabāta faila vizualizācija ar tālummaiņas iespēju, režģi, pastiprinājuma regulēšanu (no “x 0,5” līdz “x 5”) un divu punktu izvēli (lai izmērītu laika attālumu un amplitūdas atšķirību)

- viedtālruņa displejs: lietotnes izkārtojums tiek pielāgots dažādiem displeja izmēriem; tomēr labākai vizualizācijai ieteicams vismaz 3,7 collu displejs ar 480 x 800 pikseļu izšķirtspēju

Digitālā filtrēšana:

- Augstas caurlaides filtrēšana @ 0,1, 0,15, 0,25, 0,5, 1 Hz

- Zemas caurlaidības filtrēšana @ 25, 35, 40 Hz (@ 100 un 150 Hz ir pieejami EKG SmartApp versijā joslas platumam pie 150 Hz)

- iecirtuma filtrēšana, lai novērstu elektrolīnijas traucējumus pie 50 vai 60 Hz

- klejojošās bāzes līnijas noņemšana

26. solis: PIETEIKTIES

www.ecgsmartapp.altervista.org/index.html