Een goedkoop ECG-apparaat bouwen: 26 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Hallo iedereen!

Mijn naam is Mariano en ik ben biomedisch ingenieur. Ik heb een aantal weekenden besteed aan het ontwerpen en realiseren van een prototype van een goedkoop ECG-apparaat op basis van een Arduino-bord dat via Bluetooth is verbonden met een Android-apparaat (smartphone of tablet). Ik wil graag mijn "ECG SmartApp"-project met u delen en u vindt er alle instructies en software om het ECG-apparaat te bouwen. Het apparaat is alleen bedoeld als ontwerponderzoeksproject en het is GEEN medisch apparaat, dus lees de waarschuwingen voordat u verder gaat. Het apparaat bestaat uit een hardwarekaart om de ECG-signalen van het lichaam op te vangen en een Android-app om de signalen op te nemen, te verwerken en op te slaan.

Het eenvoudige circuitontwerp en de lay-out zijn een goed compromis voor zowel lage kosten (weinig componenten) als goede prestaties. Door de smartphone en wegwerponderdelen (elektroden en batterijen) uit te sluiten, bedragen de totale kosten van het apparaat ongeveer 40 euro (43 Amerikaanse dollar).

Dit ECG-apparaatproject is alleen bedoeld als een ontwerponderzoeksproject en het is GEEN medisch apparaat, dus lees de waarschuwingen en veiligheidsproblemen in de volgende stap voordat u verder gaat.

Stap 1: Waarschuwingen

Dit ECG-apparaatproject is alleen bedoeld als ontwerponderzoeksproject en is GEEN medisch hulpmiddel. Gebruik UITSLUITEND een batterij (max. voedingsspanning: 9V). Gebruik GEEN AC-stroomvoorziening, transformator of andere spanningsvoorziening om ernstig letsel en elektrische schokken voor uzelf of anderen te voorkomen. Sluit geen door AC-lijn aangedreven instrumentatie of apparaat aan op het hier voorgestelde ECG-apparaat. Het ECG-apparaat is elektrisch verbonden met een persoon en er mogen alleen laagspanningsbatterijen (max. 9V) worden gebruikt voor veiligheidsmaatregelen en om schade aan het apparaat te voorkomen. Plaatsing van de elektroden op het lichaam zorgt voor een uitstekend pad voor de stroom. Wanneer het lichaam is aangesloten op een elektronisch apparaat, moet u zeer voorzichtig zijn, aangezien dit een ernstige en zelfs dodelijke elektrische schok kan veroorzaken. De auteurs kunnen niet verantwoordelijk worden gesteld voor enige schade die wordt veroorzaakt door het gebruik van een van de circuits of procedures die in deze handleiding worden beschreven. De auteurs beweren niet dat een van de circuits of procedures veilig is. Gebruik op eigen risico. Het is absoluut noodzakelijk dat iedereen die dit apparaat wil bouwen een goed begrip heeft van het gebruik van elektriciteit op een veilige en gecontroleerde manier.

Stap 2: Benodigde softwarebestanden (Android-app en Arduino Sketch)

Het ECG-apparaat kan eenvoudig worden gebouwd en er is alleen een basiskennis van elektronica nodig om het hardwarecircuit te realiseren. Er is geen kennis van softwareprogrammering vereist, aangezien u alleen de app hoeft te installeren door het apk-bestand van een Andriod-smartphone te openen en de meegeleverde Arduino-schets op het Arduino-bord te uploaden (dit kan eenvoudig worden gedaan met behulp van de Arduino Software IDE en een van de de vele tutorials die beschikbaar zijn op het web).

Een versie 2.0 van de app is ook beschikbaar, inclusief nieuwe schuifmaatfuncties voor ECG-metingen en verdere digitale laagdoorlaatfilters bij 100 Hz en 150 Hz). Versie 1.0 is getest op Android 4 en 6, terwijl versie 2.0 is getest op Android 6 en 10.

Stap 3: Beschrijving

Het apparaat werkt op batterijen en bestaat uit een front-end circuit om de ECG-signalen (alleen ledematen) te verkrijgen via gemeenschappelijke elektroden en een Arduino-bord om het analoge signaal te digitaliseren en via het Bluetooth-protocol naar een Android-smartphone te verzenden. De bijbehorende App visualiseert het ECG-signaal in realtime en geeft de mogelijkheid om het signaal te filteren en op te slaan in een bestand.

Stap 4: Montagehandleiding en gebruikershandleiding

Alle gedetailleerde instructies om het ECG-apparaat te bouwen zijn ook te vinden in het bestand met de montagehandleiding, terwijl alle informatie om het te gebruiken wordt beschreven in het bestand met de gebruikershandleiding.

Stap 5: HARDWAREBESCHRIJVING

Het eenvoudige circuitontwerp en de lay-out zijn een goed compromis voor zowel lage kosten (weinig componenten) als goede prestaties.

De batterij voedt (+Vb) het Arduino-bord en de led L1 wanneer het apparaat is ingeschakeld (R12 = 10 kOhm regelt L1-stroom); de rest van het apparaat wordt gevoed door de Arduino 5 V-spanningsuitgang (+Vcc). In principe werkt het apparaat tussen 0 V (-Vcc) en 5 V (+Vcc), maar de enkele voeding wordt omgezet in dubbele voeding door een spanningsdeler met gelijke weerstanden (R10 en R11 = 1 MOhm), gevolgd door een eenheidsversterkingsbuffer (1/2 TL062). De uitgang heeft 2,5 V (de middenspanning van de TL062 voeding: 0-5 V); de positieve en de negatieve stroomrails geven dan een dubbele voeding (± 2,5 V) ten opzichte van de gemeenschappelijke klem (referentiewaarde). De condensatoren C3 (100 nF), C4 (100 nF), C5 (1 uF, elektrolytisch) en C6 (1 uF, elektrolytisch) maken de voedingsspanning stabieler. Om veiligheidsredenen is elke elektrode op het apparaat aangesloten via een beveiligingsweerstand van 560 kOhm (R3, R4, R13) om de stroom die naar de patiënt stroomt te beperken in geval van een storing in het apparaat. Deze hoge weerstanden (R3, R4, R13) moeten worden gebruikt tegen de zeldzame situatie waarin de laagspanning (6 of 9 V, afhankelijk van de gebruikte batterijvoedingsspanning) per ongeluk rechtstreeks naar de patiëntleidingen komt, of als gevolg van de INA-component falen. Bovendien blokkeren twee CR-hoogdoorlaatfilters (C1-R1 en C2-R2), geplaatst op twee ingangen, de gelijkstroomstroom en verminderen ongewenste gelijkstroom- en laagfrequente ruis die wordt gegenereerd door contactpotentialen van elektroden. Het ECG-signaal wordt zo hoogdoorlaatfilter gefilterd vóór de versterkingsfase met een afsnijfrequentie van ongeveer 0,1 Hz (bij -3 dB). De aanwezigheid van R1 (als R2) vermindert de ingangsimpendentie van de voorversterkingstrap, zodat het signaal wordt verminderd met een factor die afhangt van de waarde van de R1 en R3 (als R2 en R4); dergelijke factor kan worden benaderd als:

R1 / (R1 + R3) = 0,797 als R1 = 2,2 MOhm en R2 = 560 kOhm

Het is beter om het koppel C1 - C2 (1 uF, filmcondensator) te kiezen met capaciteitswaarden die zeer dicht bij elkaar liggen, het koppel R1- R2 (2.2 MOhm) met weerstandswaarden die zeer dicht bij elkaar liggen en hetzelfde voor het koppel R3 - R4. Op deze manier wordt een ongewenste offset verminderd en niet versterkt door de instrumentatieversterker (INA128). Elke mismatch tussen circuitparameters van de componenten in het dubbele ingangscircuit draagt bij aan een verslechtering van de CMRR; dergelijke componenten moeten zeer goed op elkaar zijn afgestemd (zelfs de fysieke lay-out), zodat hun tolerantie zo laag mogelijk moet worden gekozen (als alternatief kan de operator hun waarden handmatig meten met een multimeter om de koppelcomponenten te kiezen met de waarden zo dicht mogelijk bij elkaar). R5 (2,2 kOhm) definieert de INA128-versterking volgens de formule:

G_INA = 1 + (50 kΩ / R5)

Het ECG-signaal wordt zo versterkt door de INA en achtereenvolgens high-pass gefilterd door C7 en R7 (met een afsnijfrequentie van -3 dB rond 0,1 Hz als C7 = 1 uF en R7 = 2,2 MOhm) om elke dc-offsetspanning vóór de laatste en hogere versterking gemaakt door de operationele versterker (1/2 TL062) in een niet-inverterende configuratie met een versterking:

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

Om de gebruiker de versterking tijdens runtime te laten wijzigen, kan de operator ervoor kiezen om een variabele weerstand (trimmer / potentiometer) te gebruiken in plaats van Rp of een vrouwelijke contactdoosstrip voor een weerstand die kan worden gewijzigd (omdat deze niet is gesoldeerd). In het eerste geval is het echter niet mogelijk om de werkelijke versterking van het ECG-signaal precies te weten (de waarden in mV van de gegevens zullen niet correct zijn), terwijl het in het tweede geval mogelijk is om de juiste waarden in mV te hebben door te specificeren de waarde van Rp in de formule "Gain" in het gedeelte "Instelling" van de app (zie gebruikershandleiding). De C8-condensator creëert een laagdoorlaatfilter met een afsnijfrequentie van -3 dB rond de 40 Hz als het RC-filter dat bestaat uit R9 en C9. De grensfrequentiewaarde wordt gegeven door de formule:

f= 1 / (2*π*C*R).

Voor laagdoorlaatfilters @ 40 Hz [1] zijn de RC-componentenwaarden:

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

Het ECG-signaal wordt zo gefilterd in een band tussen 0,1 en 40 Hz en versterkt met een versterking gelijk aan:

Versterking = 0,797 * G_INA * G_TL062

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

Om nauwkeurige waarden voor de filterafsnijfrequenties te hebben, moeten RC-filtercomponenten een zo laag mogelijke tolerantie hebben (als alternatief kan de operator hun waarden handmatig meten met een multimeter om de waarden te kiezen die het dichtst bij de gewenste waarde liggen).

Het analoge signaal wordt gedigitaliseerd door het Arduino-bord (A0-ingangskanaal) en vervolgens verzonden naar de HC-06-module door de seriële communicatiepinnen; ten slotte worden de gegevens via Bluetooth naar de smartphone verzonden.

De referentie-elektrode (zwart) is optioneel en kan worden uitgesloten door de jumper J1 te verwijderen (of de operator kan een schakelaar gebruiken in plaats van de jumper). De circuitconfiguratie is ontworpen om ook met twee elektroden te werken; de referentie-elektrode moet echter worden gebruikt voor een betere signaalkwaliteit (minder ruis).

Stap 6: COMPONENTEN

Door de smartphone en wegwerponderdelen (elektroden en batterijen) uit te sluiten, bedragen de totale kosten van het apparaat ongeveer 43 Amerikaanse dollar (hier beschouwd als het enkele product; in het geval van een grotere hoeveelheid zou de prijs dalen).

Voor een gedetailleerde lijst van alle componenten (beschrijving en geschatte kosten), zie het bestand met de montagehandleiding.

Stap 7: Gereedschap nodig

- Benodigd gereedschap: tester, tondeuse, soldeerbout, soldeerdraad, schroevendraaier en tang.

Stap 8: HOE TE BOUWEN - Stap1

- Maak een geperforeerd prototypebord met 23x21 gaten (ongeveer 62 mm x 55 mm)

- Volgens de PCB-toplay-out die in de figuren wordt getoond, soldeer: weerstanden, verbindingsdraden, vrouwelijke socketstrip (voor Rp) sockets, mannelijke en vrouwelijke header-connectoren (de positie van de vrouwelijke header-connectoren hier vermeld in de figuren is geschikt voor Arduino Nano of Arduino Micro), condensatoren, Led

Stap 9: HOE TE BOUWEN - Step2

- Sluit alle componenten aan volgens de hier getoonde printbodemlay-out.

Stap 10: HOE TE BOUWEN - Step3

- Realiseer een draadconnector voor de batterij met behulp van de batterijriem/houder, vrouwelijke kopconnectoren en krimpkous; sluit deze aan op de print “con1” (connector1)

Stap 11: HOE TE BOUWEN - Step4

- Realiseer drie elektrodenkabels (met behulp van de coaxkabel, vrouwelijke kopconnectoren, krimpkous, krokodillenklem) en sluit ze aan op de printplaat en draai ze vast op het bord met enkele stijve kabels

Stap 12: HOE TE BOUWEN - Step5

- Maak een schakelaar (gebruik de schuifschakelaar, female header connectors, krimpkous) en sluit deze aan op de print

- Plaats de weerstanden INA128, TL062 en Rp in de corresponderende aansluitingen

- Programmeer (zie sectie Softwarebeschrijving) en sluit het Arduino Nano-bord aan (geperforeerd prototypebord en vrouwelijke headerconnectoren moeten op de print worden aangepast als een ander Arduino-bord (bijv. UNO of Nano) wordt gebruikt)

- Sluit de HC-06 module aan op PCB “con2” (connector2)

Stap 13: HOE TE BOUWEN - Step6

- Sluit de jumper J1 aan om de referentie-elektrode te gebruiken

- Sluit de batterij aan

Stap 14: HOE TE BOUWEN - Step7

- Plaats de schakeling in een geschikte doos met gaten voor de Led, de kabels en de schakelaar.

Een meer gedetailleerde beschrijving wordt getoond in het bestand Montagehandleiding.

Stap 15: ANDERE OPTIES

- Het ECG-signaal voor bewakingstoepassing wordt gefilterd tussen 0,1 en 40 Hz; de bovenbandlimiet van het laagdoorlaatfilter kan worden verhoogd door R8 of C8 en R9 of C9 te wijzigen.

- In plaats van de Rp-weerstand kan een trimmer of potentiometer worden gebruikt om de versterking te wijzigen (en het ECG-signaal te versterken) tijdens runtime.

- Het ECG-apparaat kan ook met verschillende Arduino-kaarten werken. Arduino Nano en Arduino UNO werden getest. Andere boards kunnen worden gebruikt (zoals Arduino Micro, Arduino Mega, enz.), maar het meegeleverde Arduino-schetsbestand moet worden aangepast aan de functies van het bord.

- Het ECG-apparaat kan ook werken met de HC-05-module in plaats van met HC-06 one.

Stap 16: SOFTWAREBESCHRIJVING

Kennis van softwareprogrammering is niet vereist.

Arduino-programmering: Arduino-schetsbestanden kunnen eenvoudig naar het Arduino-bord worden geüpload door de Arduino Software IDE te installeren (gratis download van de officiële Arduino-website) en de tutorial te volgen die beschikbaar is op de officiële Arduino-website. Een enkel schetsbestand ("ECG_SmartApp_skecht_arduino.ino") voor zowel Arduino Nano als Arduino UNO wordt geleverd (de schets is getest met beide kaarten). Dezelfde schets zou ook moeten werken met Arduino Micro (dit bord is niet getest). Voor een ander Arduino-bord moet het schetsbestand mogelijk worden gewijzigd. De ECG SmartApp installeren: Om de app te installeren, kopieert u het meegeleverde apk-bestand "ECG_SmartApp_ver1.apk" (of "ECG_SmartApp_ver1_upTo150Hz.apk" in het geval van de versie voor bandbreedte op 150 Hz) naar het geheugen van de smartphone, opent u het en volgt u de instructies door het accepteren van de machtigingen. Er is ook een versie 2.0 beschikbaar, inclusief nieuwe schuifmaatfuncties voor ECG-metingen en verdere digitale laagdoorlaatfilters bij 100 Hz en 150 Hz).

Versie 1.0 is getest op Android 4 en 6, terwijl versie 2.0 is getest op Android 6 en 10.

Voor de installatie kan het nodig zijn om de smartphone-instelling te wijzigen door de installatie van de app van onbekende bronnen toe te staan (vink het vakje aan van de optie "Onbekende bronnen" van het menu "Beveiliging"). Om het ECG-apparaat te verbinden met de HC-06 (of HC-05) Bluetooth-module, kan de koppelingscode of het wachtwoord worden gevraagd in het geval van de eerste Bluetooth-verbinding met de module: voer "1234" in. Als de app de Bluetooth-module niet vindt, probeer dan de smartphone te koppelen met de HC-06 (of HC-05) Bluetooth-module met behulp van de Bluetooth-instelling van de smartphone (koppelingscode "1234"); deze handeling is slechts één keer nodig (eerste verbinding).

Stap 17: Bronbestanden

Om de app aan te passen of te personaliseren, zijn optionele bronbestanden hier beschikbaar:

Android-programmeervaardigheden zijn vereist. De.zip-bestanden bevatten bronbestanden zoals: java-activiteit, tekenbaar, Android-manifest, lay-out, menu - onbewerkte bestanden (sommige ECG-voorbeeldopnames). U kunt uw eigen project maken door dergelijke bestanden op te nemen en te personaliseren.

Stap 18: BEGIN MET ECG SMARTAPP - Stap 1:

- Zorg ervoor dat de batterij (max. voedingsspanning: 9V) die op het apparaat is aangesloten, is opgeladen

- Reinig de huid voordat u elektroden plaatst. Droge dode huidlaag, meestal aanwezig op het oppervlak van ons lichaam, en mogelijke luchtspleten tussen de huid en de elektroden vergemakkelijken de overdracht van het ECG-signaal naar de elektroden niet. Er is dus een vochtige toestand tussen de elektrode en de huid nodig. De huid moet worden gereinigd (tissuedoek gedrenkt in alcohol of in ieder geval water) voordat de elektrode-gelpads (wegwerp) worden geplaatst.

- Plaats de elektroden volgens onderstaande tabel. In het geval van een niet-wegwerpbare elektrode, moet een geleidende elektrodegel (in de handel verkrijgbaar) worden gebruikt tussen de huid en de metalen elektrode of ten minste een wattenstaafje gedrenkt in leidingwater of in een zoutoplossing.

Het apparaat maakt het mogelijk om het ECG (LI, LII of LIII) ook op te nemen door slechts 2 elektroden te gebruiken; de referentie-elektrode (zwart) is optioneel en kan worden uitgesloten door een schakelaar te gebruiken of de jumper J1 te verwijderen (zie montagehandleiding). Voor een betere signaalkwaliteit (minder ruis) moet echter de referentie-elektrode worden gebruikt.

Stap 19: BEGIN MET ECG SMARTAPP - Stap 2:

- Schakel het ECG-apparaat in met behulp van de schakelaar (rode led gaat branden)

- Start de app op de smartphone

- Druk op de knop "AAN" om de smartphone te verbinden met het ECG-apparaat (de app zal u toestemming vragen om Bluetooth in te schakelen: druk op "Ja") en wacht op de ontdekking van de HC-06 (of HC-05) Bluetooth Module van het ECG-apparaat. Koppelingscode of wachtwoord kan worden gevraagd bij de eerste Bluetooth-verbinding met de module: voer "1234" in. Als de app de Bluetooth-module niet vindt, probeer dan de smartphone te koppelen met de HC-06 (of HC-05) Bluetooth-module met behulp van de Bluetooth-instelling van de smartphone (koppelingscode "1234"); deze bewerking is slechts één keer nodig (eerste verbinding)

- Wanneer de verbinding tot stand is gebracht, verschijnt het ECG-signaal op het scherm; in het geval van LI (standaard afleiding is LI, ga om de afleiding te wijzigen naar de paragraaf "Instelling"), de hartslag (HR) wordt in realtime geschat. Het signaal wordt elke 3 seconden bijgewerkt

- Om een digitaal filter toe te passen, drukt u op de knop "Filter" en kiest u een filter uit de lijst. Standaard worden een laagdoorlaatfilter @ 40 Hz en een notch-filter (volgens de voorkeuren die zijn opgeslagen in de instelling) toegepast.

Stap 20: INSTELLINGEN

- Druk op de knop "Instellen". om de instellingen-/voorkeurenpagina te openen

- Druk op "Gebruikershandleiding (help.pdf)" om het bestand met de gebruikershandleiding te openen

- Selecteer de ECG-afleiding (LI is standaard)

- Selecteer de notch filter frequentie (volgens de stoorfrequentie: 50 of 60 Hz)

- Selecteer de optie voor het opslaan van bestanden om het ECG-signaal gefilterd of ongefilterd op te slaan in het bestand

- Druk op de knop "Instellingen opslaan" om de voorkeuren op te slaan

De versterkingswaarde kan worden gewijzigd in geval van hardwarewijziging of personalisatie van het ECG-apparaat.

Stap 21: ECG-SIGNAAL OPNEMEN

- Voer de bestandsnaam in (als de gebruiker meer ECG-signalen opneemt in dezelfde sessie zonder de bestandsnaam te wijzigen, wordt een progressieve index toegevoegd aan het einde van de bestandsnaam om te voorkomen dat de vorige opname wordt overschreven)

- Druk op "Opnemen". knop om te beginnen met het opnemen van het ECG-signaal

- Druk op de knop "Stop" om de opname te stoppen

- Elk ECG-signaal wordt opgeslagen in een txt-bestand in de map "ECG_Files" in de hoofdmap van het smartphonegeheugen. ECG-signaal kan gefilterd of ongefilterd worden opgeslagen volgens de voorkeuren die zijn opgeslagen in de instelling

- Druk op de knop "Herstarten" om het ECG-signaal dat tijdens de looptijd is verkregen opnieuw te visualiseren

- Om een nieuw ECG-signaal op te nemen, herhaalt u de vorige punten

Een ECG-bestand bevat de reeksen van de monsters (bemonsteringsfrequentie: 600 Hz) van de ECG-signaalamplitude in mV.

Stap 22: EEN ECG-BESTAND OPENEN EN ANALYSEREN

- Druk op de knop "Openen": er verschijnt een lijst met bestanden die zijn opgeslagen in de map "ECG_Files"

- Kies het ECG-bestand dat moet worden gevisualiseerd

Het eerste deel van het ECG-bestand wordt weergegeven (10 seconden) zonder raster.

De gebruiker kan handmatig op het display scrollen om elk tijdsinterval van het ECG-signaal te visualiseren.

Om in of uit te zoomen kan de gebruiker op de vergrootglaspictogrammen drukken (rechterhoek onderaan de grafiek) of de knijpzoom rechtstreeks op het smartphonescherm gebruiken.

Tijdas, spanningsas en het standaard ECG-raster verschijnen automatisch wanneer een tijdsinterval van minder dan 5 seconden wordt gevisualiseerd (door in te zoomen). De waarden van de spanningsas (y-as) zijn in mV, terwijl de waarden op de tijdas (x-as) in seconden zijn.

Om een digitaal filter toe te passen, drukt u op de knop "Filter" en kiest u een filter uit de lijst. Standaard worden een laagdoorlaatfilter @ 40 Hz, een filter om de zwervende lijn te verwijderen en een inkepingsfilter (volgens de voorkeuren die in de instelling zijn opgeslagen) toegepast. De titel van de grafiek wordt weergegeven:

- de bestandsnaam

- de ECG-frequentieband volgens de toegepaste filters

- het label “zwervende basislijn verwijderd” als het zwervende basislijnfilter is toegepast

- het label "~ 50" of "~ 60" volgens het toegepaste inkepingsfilter

De gebruiker kan metingen doen (tijdsinterval of amplitude) tussen twee punten van de grafiek met behulp van de knoppen "Get Pt1" en "Get Pt2". Om het eerste punt (Pt1) te kiezen, kan de gebruiker op "Get Pt1" drukken en handmatig een punt van het ECG-signaal selecteren door rechtstreeks op de grafiek te klikken: er verschijnt een rood punt op het blauwe ECG-signaal; als de gebruiker de ECG-curve mist, wordt er geen punt geselecteerd en verschijnt de tekenreeks "geen punt geselecteerd": de gebruiker moet de selectie herhalen. Dezelfde procedure is nodig om het tweede punt (Pt2) te kiezen. Op deze manier worden de verschillen (Pt2 – Pt1) van de tijdwaarden in ms (dX) en de amplitudewaarden in mV (dY) weergegeven. Met de knop "Wissen" worden de geselecteerde punten gewist.

De gebruiker kan de versterking van het ECG-signaal aanpassen met de “+”-knop (om te vergroten) en de “-“-knop (om te verkleinen); maximale winst: 5,0 en minimale winst: 0,5

Stap 23: FILTERSMENU

- GEEN digitaal filter: verwijder alle toegepaste digitale filters

- Zwervende basislijn verwijderen: pas een bepaalde bewerking toe om de afdwaling van de basislijn te verwijderen. In het geval van een signaal met veel ruis, kan de verwerking mislukken

- Hoogdoorlaat 'x' Hz: pas een IIR hoogdoorlaatfilter toe volgens de gespecificeerde afsnijfrequentie 'x'

- Laagdoorlaat 'x' Hz: pas een IIR laagdoorlaatfilter toe volgens de gespecificeerde afsnijfrequentie 'x'

- 50 Hz verwijdering AAN (notch+LowPass 25 Hz): pas een bijzonder stabiel FIR-filter toe dat zowel een notch is bij 50 Hz als een Low Pass bij ongeveer 25 Hz

- 60 Hz verwijdering AAN (notch+LowPass 25 Hz): pas een bijzonder stabiel FIR-filter toe dat zowel een notch is bij 60 Hz als een Low Pass bij ongeveer 25 Hz

- 50 Hz verwijdering AAN: pas een recursief notch-filter toe bij 50 Hz

- 60 Hz verwijdering AAN: pas een recursief notch-filter toe bij 60 Hz

- 50/60 Hz verwijdering UIT: verwijder het toegepaste notch-filter

Stap 24: HARDWARESPECIFICATIES

- Max. ingangssignaalamplitude (piek-tot-piek): 3,6 mV (max. ingangssignaalamplitude hangt af van de hardwareversterking)

- Spanningsvoorziening: GEBRUIK ALLEEN BATTERIJEN (zowel oplaadbaar als niet oplaadbaar)

- Min. Voedingsspanning: 6V (bijv. 4 x 1,5V batterijen)

- Max. voedingsspanning: 9V (bijv. 6 x 1,5V of 1 x 9V batterijen)

- Bemonsteringsfrequentie: 600 Hz

- Frequentiebandbreedte @ - 3dB (Hardware): 0,1 Hz - 40 Hz (De bovenste bandlimiet van het laagdoorlaatfilter kan worden verhoogd tot 0,1 Hz - 150 Hz, door de RC-filtercomponenten te vervangen (zie montagehandleiding)

- CMRR: min 1209 dB

- Versterking (Hardware_Gain): 1005 (kan worden gewijzigd door de versterkingsweerstand te vervangen (zie montagehandleiding) - Resolutie: 5V / (1024 x Hardware_Gain)

- Biasstroom max 10 nA - Aantal ECG-kanalen: 1

- ECG-afleidingen: ledemaatafleidingen LI, LII en LIII

- Smartphone-verbinding: via Bluetooth

- Theoretische voedingsstroom: < 50 mA (op basis van de datasheet-info van de verschillende componenten)

- Gemeten voedingsstroom: < 60 mA (met een 9V-voeding en Arduino Nano)

- Aantal elektroden: 2 of 3

Het apparaat maakt het mogelijk om het ECG (LI, LII of LIII) ook op te nemen door slechts 2 elektroden te gebruiken; de referentie-elektrode (zwart) is optioneel en kan worden uitgesloten door de jumper J1 (of de schakelaar S2, zie bestand Montagehandleiding) te verwijderen. Voor een betere signaalkwaliteit (minder ruis) moet echter de referentie-elektrode worden gebruikt.

Stap 25: SOFTWARESPECIFICATIES

- ECG-visualisatie tijdens de opname (tijdvenster: 3 seconden)

- Hartslagschatting (alleen voor LI)

- Bemonsteringsfrequentie: 600 Hz

- ECG-signaal opnemen en opslaan in een txt-bestand (gefilterde of ongefilterde signalen kunnen worden opgeslagen in het txt-bestand volgens de instelling) op het interne geheugen van de smartphone (map: "ECG_Files" geplaatst in de hoofdmap)

- Gegevens (monsters) worden opgeslagen als waarden in mV bij 600 Hz (waarde van 16 cijfers)

- Visualisatie van opgeslagen bestanden met zoomoptie, raster, versterkingsaanpassing (van "x 0,5" tot "x 5") en selectie van twee punten (om tijdafstand en amplitudeverschil te meten)

- Smartphone-weergave: de lay-out van de app past zich aan voor verschillende weergavegroottes; voor een betere visualisatie wordt echter minimaal een 3,7''-scherm met een resolutie van 480 x 800 pixels aanbevolen

Digitale filtering:

- Hoogdoorlaatfiltering @ 0.1, 0.15, 0.25, 0.5, 1 Hz

- Laagdoorlaatfiltering @ 25, 35, 40 Hz (@ 100 en 150 Hz zijn beschikbaar in de ECG SmartApp-versie voor bandbreedte bij 150 Hz)

- Notch-filtering om de powerline-interferentie bij 50 of 60 Hz te verwijderen

- Zwervende basislijn verwijderen

Stap 26: NEEM CONTACT OP

www.ecgsmartapp.altervista.org/index.html