Hallo zusammen!
Mein Name ist Mariano und ich bin ein biomedizinischer Ingenieur. Ich verbrachte einige Wochenenden damit, einen Prototyp eines kostengünstigen EKG-Geräts zu entwerfen und zu realisieren, das auf einem Arduino-Board basiert und über Bluetooth mit einem Android-Gerät (Smartphone oder Tablet) verbunden ist. Ich möchte mein "ECG SmartApp" -Projekt mit Ihnen teilen und Sie werden alle Anweisungen und Software zum Erstellen des EKG-Geräts finden. Das Gerät ist nur als Designforschungsprojekt gedacht und KEIN Medizinprodukt. Bitte lesen Sie die Warnhinweise, bevor Sie fortfahren. Das Gerät besteht aus einer Hardware-Karte zur Erfassung der EKG-Signale vom Körper und einer Android-App zur Aufzeichnung, Verarbeitung und Speicherung der Signale.
Das einfache Schaltungsdesign und -layout sind ein guter Kompromiss für niedrige Kosten (wenige Komponenten) und gute Leistung.
Ohne das Smartphone und Einwegteile (Elektroden und Batterien) belaufen sich die Gesamtkosten des Geräts auf rund 40 Euro.
Dieses EKG-Geräteprojekt ist nur als Designforschungsprojekt gedacht und KEIN Medizinprodukt. Lesen Sie daher im nächsten Schritt die Warnhinweise und Sicherheitshinweise, bevor Sie fortfahren.
Zubehör:
Schritt 1: Warnungen
Dieses EKG-Geräteprojekt ist nur als Designforschungsprojekt gedacht und KEIN Medizinprodukt. NUR Batterie verwenden (max. Spannungsversorgung: 9V). Verwenden Sie KEINE Wechselstromversorgung, keinen Transformator oder eine andere Spannungsversorgung, um schwere Verletzungen und einen elektrischen Schlag für sich selbst oder andere zu vermeiden. Schließen Sie keine Instrumente oder Geräte mit Netzstromversorgung an das hier vorgeschlagene EKG-Gerät an. Das EKG-Gerät ist mit einer Person elektrisch verbunden und aus Sicherheitsgründen und zur Vermeidung von Geräteschäden dürfen nur Niederspannungsbatterien (max. 9 V) verwendet werden. Die Platzierung der Elektroden auf dem Körper bietet einen hervorragenden Weg für den Stromfluss. Wenn der Körper an ein elektronisches Gerät angeschlossen ist, müssen Sie sehr vorsichtig sein, da dies einen schweren und sogar tödlichen Stromschlag verursachen kann. Die Autoren können nicht für Schäden verantwortlich gemacht werden, die durch die Verwendung der in diesem Handbuch beschriebenen Schaltkreise oder Verfahren verursacht werden. Die Autoren behaupten nicht, dass die Schaltkreise oder Verfahren sicher sind. Benutzung auf eigene Gefahr. Jeder, der dieses Gerät bauen möchte, muss mit dem sicheren und kontrollierten Umgang mit Elektrizität vertraut sein.
Schritt 2: Benötigte Software-Dateien (Android App und Arduino Sketch)
Das EKG-Gerät kann einfach aufgebaut werden und es sind nur Grundkenntnisse der Elektronik erforderlich, um die Hardwareschaltung zu realisieren. Es sind keine Programmierkenntnisse erforderlich, da Sie lediglich die App installieren müssen, indem Sie die apk-Datei von einem Andriod-Smartphone öffnen und die bereitgestellte Arduino-Skizze auf das Arduino-Board hochladen (dies kann auf einfache Weise mithilfe der Arduino-Software-IDE und einer der folgenden Methoden erfolgen: die vielen Tutorials im Internet).
Schritt 3: Beschreibung
Das Gerät ist batteriebetrieben und besteht aus einer Front-End-Schaltung zur Erfassung der EKG-Signale (nur für Extremitäten) über gemeinsame Elektroden und einer Arduino-Platine zur Digitalisierung des analogen Signals und zur Übertragung an ein Android-Smartphone über das Bluetooth-Protokoll. Die zugehörige App visualisiert das EKG-Signal in Echtzeit und bietet die Möglichkeit, das Signal zu filtern und in einer Datei zu speichern.
Schritt 4: Montageanleitung & Bedienungsanleitung
Alle detaillierten Anweisungen zum Aufbau des EKG-Geräts finden Sie auch in der Montageanleitung, während alle Informationen zu dessen Verwendung in der Bedienungsanleitung enthalten sind.
Schritt 5: Hardwarebeschreibung
Das einfache Schaltungsdesign und -layout sind ein guter Kompromiss für niedrige Kosten (wenige Komponenten) und gute Leistung.
Die Batterie liefert (+ Vb) die Arduino-Platine und die LED L1, wenn das Gerät eingeschaltet ist (R12 = 10 kOhm steuert den L1-Strom); Der Rest des Geräts wird über den Arduino 5 V-Spannungsausgang (+ Vcc) versorgt. Grundsätzlich arbeitet das Gerät zwischen 0 V (-Vcc) und 5 V (+ Vcc), die Einzelversorgung wird jedoch durch einen Spannungsteiler mit gleichen Widerständen (R10 und R11 = 1 MOhm) in eine Doppelversorgung umgewandelt, gefolgt von einem Puffer mit Einheitsverstärkung (1/2 TL062). Der Ausgang hat 2,5 V (die mittlere Spannung des Netzteils TL062: 0-5 V); Die positive und die negative Stromschiene liefern dann eine doppelte Versorgung (± 2,5 V) in Bezug auf die gemeinsame Klemme (Bezugswert). Die Kondensatoren C3 (100 nF), C4 (100 nF), C5 (1 uF, elektrolytisch) und C6 (1 uF, elektrolytisch) machen die Spannungsversorgung stabiler. Aus Sicherheitsgründen ist jede Elektrode über einen Schutzwiderstand von 560 kOhm (R3, R4, R13) mit dem Gerät verbunden, um den Stromfluss in den Patienten im Falle eines Fehlers im Gerät zu begrenzen. Diese hohen Widerstände (R3, R4, R13) sollten in seltenen Fällen verwendet werden, wenn die Niederspannungsversorgung (6 oder 9 V, je nach verwendeter Batteriespannung) versehentlich oder aufgrund der INA-Komponente direkt an die Patientenleitungen gelangt Versagen. Außerdem blockieren zwei CR-Hochpassfilter (C1-R1 und C2-R2) an zwei Eingängen den Gleichstrom und reduzieren unerwünschte Gleich- und Niederfrequenzstörungen, die durch Kontaktpotentiale von Elektroden erzeugt werden. Das EKG-Signal wird so vor der Verstärkerstufe mit einer Grenzfrequenz um 0,1 Hz (bei -3 dB) hochpassgefiltert. Das Vorhandensein von R1 (als R2) verringert die Eingangsimpedanz der Vorverstärkungsstufe, so dass das Signal um einen Faktor verringert wird, der vom Wert von R1 und R3 abhängt (als R2 und R4); ein solcher Faktor kann angenähert werden als:
R1 / (R1 + R3) = 0,797, wenn R1 = 2,2 MOhm und R2 = 560 kOhm
Es ist empfehlenswert, das Paar C1 - C2 (1 uF, Filmkondensator) mit sehr nahe beieinander liegenden Kapazitätswerten, das Paar R1 - R2 (2,2 MOhm) mit sehr nahe beieinander liegenden Widerstandswerten und dasselbe für das Paar R3 - zu wählen. R4. Auf diese Weise wird ein unerwünschter Offset reduziert und vom Instrumentenverstärker (INA128) nicht verstärkt. Jede Nichtübereinstimmung zwischen den Schaltungsparametern der Komponenten in der Doppeleingangsschaltung trägt zu einer Verschlechterung des CMRR bei; Solche Komponenten sollten sehr gut aufeinander abgestimmt sein (auch das physikalische Layout), damit ihre Toleranz so gering wie möglich gewählt wird (alternativ kann der Bediener ihre Werte manuell mit einem Multimeter messen, um die paar Komponenten mit den Werten so nah wie möglich auszuwählen ). R5 (2,2 kOhm) definiert die INA128-Verstärkung gemäß der Formel:
G_INA = 1 + (50 kΩ / R5)
Das EKG-Signal wird vom INA so verstärkt und nacheinander von C7 und R7 hochpassgefiltert (mit einer Grenzfrequenz von -3 dB um 0,1 Hz, wenn C7 = 1 uF und R7 = 2,2 MOhm), dass vor dem letzten und keine DC-Offset-Spannung mehr auftritt Höhere Verstärkung durch den Operationsverstärker (1/2 TL062) in einer nicht invertierenden Konfiguration mit einer Verstärkung:
G_TL062 = 1 + (R8 / (Rp + R6))
Damit der Benutzer die Verstärkung zur Laufzeit ändern kann, kann der Bediener einen variablen Widerstand (Trimmer / Potentiometer) anstelle von Rp oder eine Buchsenleiste für einen Widerstand verwenden, der austauschbar sein kann (weil nicht verlötet). Im ersten Fall ist es jedoch nicht möglich, die tatsächliche Verstärkung des EKG-Signals genau zu kennen (die Werte in mV der Daten sind nicht korrekt), während es im zweiten Fall möglich ist, die korrekten Werte in mV durch Spezifizieren zu erhalten den Wert von Rp in der Formel „Gain“ im Abschnitt „Setting“ der App (siehe Benutzerhandbuch). Der Kondensator C8 erzeugt ein Tiefpassfilter mit einer Grenzfrequenz von -3 dB um 40 Hz als RC-Filter aus R9 und C9. Der Grenzfrequenzwert ergibt sich aus der Formel:
f = 1 / (2 · π · C · R).
Für Tiefpassfilter bei 40 Hz 1 lauten die RC-Komponentenwerte:
R8 = 120 kOhm, C8 = 33 nF, R9 = 39 kOhm, C9 = 100 nF
Das EKG-Signal wird also in einem Band zwischen 0,1 und 40 Hz gefiltert und mit einer Verstärkung von gleich:
Gewinn = 0,797 * G_INA * G_TL062
Da R5 = 2,2 kOhm, R8 = 120 kOhm, R6 = 100 Ohm, Rp = 2,2 KOhm,
Gewinn = 0,797 * (1 + 50000/2200) * (1 + 120000 / (2200 + 100)) = 1005
Um genaue Werte für die Filtergrenzfrequenzen zu erhalten, sollten RC-Filterkomponenten eine möglichst geringe Toleranz aufweisen (alternativ kann der Bediener ihre Werte manuell mit einem Multimeter messen, um die Werte auszuwählen, die dem gewünschten Wert am nächsten kommen).
Das analoge Signal wird von der Arduino-Karte (A0-Eingangskanal) digitalisiert und dann über die seriellen Kommunikationsstifte an das HC-06-Modul übertragen. Schließlich werden die Daten per Bluetooth an das Smartphone gesendet.
Die Referenzelektrode (schwarz) ist optional und kann durch Entfernen des Jumpers J1 ausgeschlossen werden (oder der Bediener kann einen Schalter anstelle des Jumpers verwenden). Die Schaltungskonfiguration ist so ausgelegt, dass sie auch mit zwei Elektroden funktioniert. Die Referenzelektrode sollte jedoch verwendet werden, um eine bessere Signalqualität (geringeres Rauschen) zu erzielen.
Schritt 6: KOMPONENTEN
Ohne das Smartphone und Einwegteile (Elektroden und Batterien) belaufen sich die Gesamtkosten des Geräts auf rund 43 US-Dollar (hier als Einzelprodukt betrachtet; bei einer größeren Menge würde der Preis sinken).
Eine detaillierte Liste aller Komponenten (Beschreibung und ungefähre Kosten) finden Sie in der Montageanleitung.
Schritt 7: Benötigen Sie Werkzeuge
- Benötigen Sie Werkzeuge: Tester, Scherer, Lötkolben, Lötdraht, Schraubendreher und Zange.
Schritt 8: WIE MAN BAUT - Schritt 1
- Bereiten Sie eine perforierte Prototyp-Platte mit 23x21 Löchern (ca. 62 mm x 55 mm) vor.
- Gemäß dem in den Abbildungen gezeigten Layout der Leiterplatte oben sind Lötmittel: Widerstände, Verbindungsdrähte, Buchsenleisten (für Rp), Stecker und Buchsenleisten (die hier in den Abbildungen angegebene Position der Buchsenleisten ist für Arduino Nano oder Arduino geeignet Micro), Kondensatoren, Led
Schritt 9: WIE MAN BAUT - Schritt 2
- Schließen Sie alle Komponenten gemäß dem hier gezeigten Layout an.
Schritt 10: WIE MAN BAUT - Schritt 3
- Stellen Sie einen Kabelstecker für die Batterie mit dem Batteriehalter, den Buchsen und dem Schrumpfschlauch her. Verbinden Sie es mit der Platine "con1" (Stecker1)
Schritt 11: WIE MAN BAUT - Schritt 4
- Verwirklichen Sie drei Elektrodenkabel (Koaxialkabel, Buchsenleisten, Schrumpfschlauch, Krokodilklemme) und verbinden Sie sie mit der Platine, indem Sie sie mit einigen starren Kabeln an der Platine befestigen
Schritt 12: WIE MAN BAUT - Schritt5
- Realisieren Sie einen Schalter (mit dem Schiebeschalter, den Buchsenleisten, dem Schrumpfschlauch) und schließen Sie ihn an die Leiterplatte an
- Stecken Sie den Widerstand INA128, TL062 und Rp in die entsprechenden Buchsen
- Programmieren (siehe Abschnitt Softwarebeschreibung) und verbinden Sie die Arduino Nano-Platine (perforierte Prototyp-Platine und Buchsenleisten sollten auf der Platine justiert werden, wenn eine andere Arduino-Platine (z. B. UNO oder Nano) verwendet wird).
- Verbinden Sie das HC-06 Modul mit der Platine “con2” (Stecker2)
Schritt 13: WIE MAN BAUT - Schritt 6
- Verbinden Sie den Jumper J1 mit der Referenzelektrode
- Schließen Sie den Akku an
Schritt 14: WIE MAN BAUT - Schritt7
- Legen Sie den Stromkreis in eine geeignete Box mit Löchern für die LED, die Kabel und den Schalter.
Eine detailliertere Beschreibung finden Sie in der Montageanleitung.
Schritt 15: ANDERE OPTIONEN
- Das EKG-Signal für die Überwachungsanwendung wird zwischen 0,1 und 40 Hz gefiltert. Die obere Bandgrenze des Tiefpassfilters kann durch Ändern von R8 oder C8 und R9 oder C9 erhöht werden.
- Anstelle des Widerstandes Rp kann zur Laufzeit ein Trimmer oder Potentiometer verwendet werden, um die Verstärkung zu ändern (und das EKG-Signal zu verstärken).
- Das EKG-Gerät kann auch mit verschiedenen Arduino-Boards arbeiten. Arduino Nano und Arduino UNO wurden getestet. Andere Karten können verwendet werden (wie Arduino Micro, Arduino Mega usw.). Die bereitgestellte Arduino-Skizzendatei muss jedoch entsprechend den Kartenfunktionen geändert werden.
- Das EKG-Gerät kann auch mit dem HC-05-Modul anstelle des HC-06-Moduls betrieben werden.
Schritt 16: SOFTWAREBESCHREIBUNG
Es sind keine Programmierkenntnisse erforderlich.
Arduino-Programmierung: Arduino-Skizzendateien können einfach auf das Arduino-Board hochgeladen werden, indem die Arduino-Software-IDE (kostenloser Download von der offiziellen Arduino-Website) installiert und das Tutorial auf der offiziellen Arduino-Website befolgt wird. Es wird eine einzige Skizzendatei ("ECG_SmartApp_skecht_arduino.ino") für Arduino Nano und Arduino UNO bereitgestellt (die Skizze wurde mit beiden Boards getestet). Die gleiche Skizze sollte auch mit Arduino Micro funktionieren (dieses Board wurde nicht getestet). Für andere Arduino-Karten muss die Skizzendatei möglicherweise geändert werden. Installieren der EKG-SmartApp: Um die App zu installieren, kopieren Sie die mitgelieferte APK-Datei „ECG_SmartApp.apk“ (oder „ECG_SmartApp_upTo150Hz.apk“ bei einer Version für eine Bandbreite von 150 Hz) auf den Speicher des Smartphones, öffnen Sie sie und folgen Sie den Anweisungen von Akzeptieren Sie die Berechtigungen. Vor der Installation muss möglicherweise die Smartphone-Einstellung geändert werden, indem die Installation der App von unbekannten Quellen zugelassen wird (aktivieren Sie das Kontrollkästchen "Unbekannte Quellen" im Menü "Sicherheit"). Um das EKG-Gerät mit dem Bluetooth-Modul HC-06 (oder HC-05) zu verbinden, werden Sie bei der ersten Bluetooth-Verbindung mit dem Modul möglicherweise nach dem Pairing-Code oder dem Passwort gefragt: Geben Sie „1234“ ein. Wenn die App das Bluetooth-Modul nicht findet, versuchen Sie, das Smartphone mit der Bluetooth-Einstellung des Smartphones (Pairing-Code „1234“) mit dem HC-06 (oder HC-05) zu koppeln. Dieser Vorgang ist nur einmal erforderlich (erste Verbindung).
Schritt 17: Quelldateien
Optionale Quelldateien stehen hier zur Verfügung, um die App zu ändern oder zu personalisieren. Android-Programmierkenntnisse sind jedoch erforderlich.
Schritt 18: STARTEN SIE MIT ECG SMARTAPP - Schritt 1
- Stellen Sie sicher, dass der an das Gerät angeschlossene Akku (max. Spannungsversorgung: 9V) geladen ist
- Reinigen Sie die Haut, bevor Sie Elektroden anbringen. Eine trockene tote Hautschicht, die normalerweise auf der Oberfläche unseres Körpers vorhanden ist, und mögliche Luftzwischenräume zwischen der Haut und den Elektroden erleichtern nicht die EKG-Signalübertragung zu den Elektroden. Daher ist ein feuchter Zustand zwischen Elektrode und Haut erforderlich. Die Haut muss gereinigt werden (mit Alkohol oder mindestens Wasser getränktes Papiertuch), bevor die Elektrodengelkissen (Einwegartikel) platziert werden.
- Platzieren Sie die Elektroden gemäß der folgenden Tabelle. Im Falle einer Einwegelektrode sollte zwischen der Haut und der Metallelektrode ein Elektrodenleitgel (im Handel erhältlich) oder mindestens ein mit Leitungswasser oder Kochsalzlösung getränktes Tuch verwendet werden.
Das Gerät ermöglicht die Aufzeichnung des EKG (LI, LII oder LIII) auch mit nur 2 Elektroden; Die Bezugselektrode (schwarz) ist optional und kann durch Verwenden eines Schalters oder Entfernen des Jumpers J1 ausgeschlossen werden (siehe Montageanleitung). Die Referenzelektrode sollte jedoch verwendet werden, um eine bessere Signalqualität (geringeres Rauschen) zu erzielen.
Schritt 19: STARTEN SIE MIT ECG SMARTAPP - Schritt 2
- Schalten Sie das EKG-Gerät mit dem Schalter ein (rote LED leuchtet auf)
- Führen Sie die App auf dem Smartphone aus
- Drücken Sie die Taste “EIN”, um das Smartphone mit dem EKG-Gerät zu verbinden (die App fordert Sie auf, Bluetooth einzuschalten: Drücken Sie “Ja”) und warten Sie, bis das HC-06 (oder HC-05) Bluetooth erkannt wird Modul des EKG-Gerätes. Bei der ersten Bluetooth-Verbindung mit dem Modul kann ein Pairing-Code oder ein Passwort abgefragt werden: Geben Sie "1234" ein. Wenn die App das Bluetooth-Modul nicht findet, versuchen Sie, das Smartphone mit der Bluetooth-Einstellung des Smartphones (Pairing-Code „1234“) mit dem HC-06 (oder HC-05) zu koppeln. Dieser Vorgang wird nur einmal benötigt (erste Verbindung)
- Wenn die Verbindung hergestellt ist, erscheint das EKG-Signal auf dem Bildschirm. im Falle von LI (Standard-Ableitung ist LI) wird die Herzfrequenz (HR) in Echtzeit geschätzt, um die Ableitung zu ändern, gehen Sie bitte zum Abschnitt "Einstellung". Das Signal wird alle 3 Sekunden aktualisiert
- Um einen digitalen Filter anzuwenden, klicken Sie auf die Schaltfläche „Filter“ und wählen Sie einen Filter aus der Liste aus. Standardmäßig werden ein Tiefpassfilter bei 40 Hz und ein Sperrfilter (entsprechend den in der Einstellung gespeicherten Einstellungen) angewendet.
Schritt 20: EINSTELLUNGEN
- Drücken Sie die Taste „Einstellen“, um die Einstellungsseite zu öffnen
- Drücken Sie auf „Benutzerhandbuch (help.pdf)“, um die Benutzerhandbuchdatei zu öffnen
- Wählen Sie die EKG-Ableitung (LI ist Standard)
- Wählen Sie die Kerbfilterfrequenz (je nach Störfrequenz: 50 oder 60 Hz)
- Wählen Sie die Option zum Speichern von Dateien, um das EKG-Signal gefiltert oder ungefiltert in der Datei zu speichern
- Klicken Sie auf die Schaltfläche „Einstellungen speichern“, um die Einstellungen zu speichern
Der Wertzuwachs kann im Falle einer Hardwaremodifikation oder Personalisierung des EKG-Geräts geändert werden.
Schritt 21: EKG-SIGNAL AUFNEHMEN
- Fügen Sie den Dateinamen ein (wenn der Benutzer mehr EKG-Signale in derselben Sitzung aufzeichnet, ohne den Dateinamen zu ändern, wird am Ende des Dateinamens ein progressiver Index hinzugefügt, um ein Überschreiben der vorherigen Aufzeichnung zu vermeiden).
- Drücken Sie die Taste „Rec.“, Um die Aufzeichnung des EKG-Signals zu starten
- Drücken Sie die Stop-Taste, um die Aufnahme zu stoppen
- Jedes EKG-Signal wird in einer txt-Datei im Ordner „ECG_Files“ im Hauptstamm des Smartphones gespeichert. Das EKG-Signal kann je nach den in der Einstellung gespeicherten Einstellungen gefiltert oder ungefiltert gespeichert werden
- Drücken Sie die Taste „Neustart“, um das in der Laufzeit erfasste EKG-Signal erneut anzuzeigen
- Um ein neues EKG-Signal aufzunehmen, wiederholen Sie die vorherigen Punkte
Eine EKG-Datei enthält die Serie der Abtastwerte (Abtastfrequenz: 600 Hz) der EKG-Signalamplitude in mV.
Schritt 22: ÖFFNEN UND ANALYSIEREN EINER EKG-DATEI
- Klicken Sie auf die Schaltfläche "Öffnen": Eine Liste der im Ordner "ECG_Files" gespeicherten Dateien wird angezeigt
- Wählen Sie die zu visualisierende EKG-Datei
Der erste Teil der EKG-Datei wird ohne Gitter angezeigt (10 Sekunden).
Der Benutzer kann manuell auf dem Display scrollen, um ein beliebiges Zeitintervall des EKG-Signals anzuzeigen.
Zum Vergrößern oder Verkleinern kann der Benutzer auf die Lupensymbole (rechte Ecke am unteren Rand des Diagramms) drücken oder den Prise-Zoom direkt auf dem Smartphone-Display verwenden.
Zeitachse, Spannungsachse und das Standard-EKG-Raster werden automatisch angezeigt, wenn ein Zeitintervall von weniger als 5 Sekunden angezeigt wird (durch Vergrößern). Die Werte für die Spannungsachse (y-Achse) werden in mV angegeben, während die Werte für die Zeitachse (x-Achse) in Sekunden angegeben werden.
Um einen digitalen Filter anzuwenden, klicken Sie auf die Schaltfläche „Filter“ und wählen Sie einen Filter aus der Liste aus. Standardmäßig werden ein Tiefpassfilter bei 40 Hz, ein Filter zum Entfernen der Wanderungslinie und ein Sperrfilter (entsprechend den in der Einstellung gespeicherten Einstellungen) angewendet. Der Diagrammtitel zeigt Folgendes an:
- der Dateiname
- das EKG-Frequenzband gemäß den angewendeten Filtern
- Die Beschriftung „Wanderungsgrundlinie entfernt“, wenn der Filter „Wanderungsgrundlinie“ angewendet wird
- die Bezeichnung "~ 50" oder "~ 60" entsprechend dem verwendeten Kerbfilter
Mit den Schaltflächen „Get Pt1“ und „Get Pt2“ kann der Benutzer Messungen (Zeitintervall oder Amplitude) zwischen zwei Punkten des Diagramms durchführen. Um den ersten Punkt (Pt1) auszuwählen, kann der Benutzer auf „Get Pt1“ (Pt1 abrufen) drücken und manuell einen Punkt des EKG-Signals auswählen, indem er direkt auf die Grafik klickt: Auf dem blauen EKG-Signal wird ein roter Punkt angezeigt. Wenn der Benutzer die EKG-Kurve verfehlt, wird kein Punkt ausgewählt und die Zeichenfolge „Kein Punkt ausgewählt“ wird angezeigt: Der Benutzer muss die Auswahl wiederholen. Das gleiche Verfahren ist erforderlich, um den zweiten Punkt (Pt2) auszuwählen. Auf diese Weise werden die Differenzen (Pt2 - Pt1) der Zeitwerte in ms (dX) und der Amplitudenwerte in mV (dY) angezeigt. Die Schaltfläche „Löschen“ löscht die ausgewählten Punkte.
Der Benutzer kann die Verstärkung des EKG-Signals mit den Tasten „+“ (zum Vergrößern) und „-“ (zum Verringern) einstellen. maximale Verstärkung: 5,0 und minimale Verstärkung: 0,5
Schritt 23: FILTERMENÜ
- KEIN Digitalfilter: Alle angewendeten Digitalfilter entfernen
- Umherirrende Grundlinie entfernen: Wenden Sie eine bestimmte Verarbeitung an, um das Umherirren der Grundlinie zu entfernen. Bei einem sehr verrauschten Signal kann die Verarbeitung fehlschlagen
- Hochpass ‘x’ Hz: Anwenden eines IIR-Hochpassfilters gemäß der angegebenen Grenzfrequenz ’x’
- Tiefpass ‘x’ Hz: Wenden Sie ein IIR-Tiefpassfilter gemäß der angegebenen Grenzfrequenz ’x’ an.
- 50-Hz-Entfernung EIN (Kerbe + LowPass 25 Hz): Wenden Sie einen besonders stabilen FIR-Filter an, der sowohl eine Kerbe bei 50 Hz als auch einen Tiefpass bei etwa 25 Hz aufweist
- 60-Hz-Entfernung EIN (Kerbe + LowPass 25 Hz): Wenden Sie einen besonders stabilen FIR-Filter an, der sowohl eine Kerbe bei 60 Hz als auch einen Tiefpass bei etwa 25 Hz aufweist
- 50-Hz-Entfernung EIN: Wenden Sie einen rekursiven Kerbfilter bei 50 Hz an
- 60-Hz-Entfernung EIN: Wenden Sie einen rekursiven Kerbfilter bei 60 Hz an
- 50/60-Hz-Entfernung AUS: Entfernen Sie den aufgebrachten Kerbfilter
Schritt 24: HARDWARE-SPEZIFIKATIONEN
- Max. Eingangssignalamplitude (Spitze-Spitze): 3,6 mV (Die maximale Eingangssignalamplitude hängt von der Hardware-Verstärkung ab.)
- Spannungsversorgung: NUR BATTERIEN VERWENDEN (sowohl wiederaufladbar als auch nicht wiederaufladbar)
- Minimale Spannungsversorgung: 6 V (z. B. 4 x 1,5 V-Batterien)
- Maximale Spannungsversorgung: 9 V (z. B. 6 x 1,5 V oder 1 x 9 V Batterien)
- Abtastfrequenz: 600 Hz
- Frequenzbandbreite @ - 3dB (Hardware): 0,1 Hz - 40 Hz (Die obere Bandgrenze des Tiefpassfilters kann durch Wechseln der RC-Filterkomponenten um 0,1 Hz - 150 Hz erhöht werden (siehe Montageanleitung).
- CMRR: min1209 dB
- Verstärkung (Hardware_Gain): 1005 (kann durch Ersetzen des Verstärkungswiderstands geändert werden (siehe Montageanleitung) - Auflösung: 5 V / (1024 x Hardware_Gain)
- Vorspannungsstrom max. 10 nA - Anzahl EKG - Kanäle: 1
- EKG-Ableitungen: Ableitungen LI, LII und LIII
- Smartphone-Verbindung: über Bluetooth
- Theoretischer Versorgungsstrom: <50 mA (Basierend auf den Datenblattinformationen der verschiedenen Komponenten)
- Gemessener Versorgungsstrom: <60 mA (mit einer 9-V-Spannungsversorgung und Arduino Nano)
- Anzahl der Elektroden: 2 oder 3
Das Gerät ermöglicht die Aufzeichnung des EKG (LI, LII oder LIII) auch mit nur 2 Elektroden; Die Referenzelektrode (schwarz) ist optional und kann durch Entfernen des Jumpers J1 (oder des Schalters S2, siehe Datei mit der Montageanleitung) ausgeschlossen werden. Die Referenzelektrode sollte jedoch verwendet werden, um eine bessere Signalqualität (geringeres Rauschen) zu erzielen.
Schritt 25: SOFTWARE-SPEZIFIKATIONEN
- EKG-Visualisierung während der Aufzeichnung (Zeitfenster: 3 Sekunden)
- Herzfrequenzschätzung (nur für LI)
- Abtastfrequenz: 600 Hz
- Aufzeichnung des EKG-Signals und Speichern in eine TXT-Datei (gefilterte oder ungefilterte Signale können je nach Einstellung in der TXT-Datei gespeichert werden) im internen Speicher des Smartphones (Ordner: „ECG_Files“ im Hauptstamm)
- Daten (Samples) werden als Werte in mV bei 600 Hz gespeichert (Wert von 16 Stellen)
- Gespeicherte Dateivisualisierung mit Zoomoption, Raster, Verstärkungseinstellung (von „x 0,5“ bis „x 5“) und Auswahl von zwei Punkten (zum Messen der Zeitdistanz und der Amplitudendifferenz)
- Smartphone-Anzeige: Das App-Layout passt sich an unterschiedliche Anzeigegrößen an. Für eine bessere Visualisierung wird jedoch ein 3,7-Zoll-Display mit einer Auflösung von 480 x 800 Pixel empfohlen
Digitale Filterung:
- Hochpassfilterung bei 0,1, 0,15, 0,25, 0,5, 1 Hz
- Tiefpassfilterung bei 25, 35, 40 Hz (bei der EKG-SmartApp-Version sind 100 und 150 Hz für eine Bandbreite von 150 Hz verfügbar)
- Kerbfilterung zur Beseitigung von Netzstörungen bei 50 oder 60 Hz
- Entfernung der Wandergrundlinie
Schritt 26: GET IN TOUCH!
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