Схемы, 
виртуальные приборы 
и др
.
mylab.wmsite.ru


Главная · Карта сайта · форум · Климат
                 

  Самодельный кардиограф (несколько вариантов)
The homemade ECG

??????
                                                  


                                                      
        

               
          Небольшая игрушка на базе USB осциллографа
      или дешевой USB- sound платы для SKYPE - телефонии. 

      Позволяет записать кардиограмму в файл.bin 
      а так-же воспроизвести в реальном времени результаты сохраненных замеров.
      К сожалению не нашел программ для расшифровки кардиограмм
      и не знаю как правильно сохранить файл, поэтому это просто  *.bin файл.
      Может пригодиться для  выявления редких отклонений в ЭКГ,
      которые бывает трудно зафиксировать при редких
      и коротких посещениях кабинета ЭКГ
      или просто для наблюдения за сердцем если у вас есть знакомый кардиолог(.

      Посмотреть список литературы по этой теме и добавить свою информацию 
      можно на форуме в теме   Какие книги посоветуете?

      Узнать что  делать с полученой кардиограммой 
      и предложить свой вариант можно на форуме
      в теме  Кардиограмма получена. Что дальше?
Медицинские праздники
      Там же на форуме можно посмотреть и добавить свои   Ссылки на сайты о кардиологии и кардиографах


Подключать электроды будем по самой простой схеме:



 












Можно для начала упростить задачу, подключив провода отведений к плечам, а заземление - на запястье.
Возможные варианты подключения:


Электроды для начала могут быть самодельными, но, учитывая сложность задачи, желательно со временем обзавестись промышленными из специальных материалов.
Вот, например один из множества вариантов:
Disposable ECG Electrode is Ag or AgCl electrode, which consist of base lining material, conductive gel, and electrode buckle.


Так как усилители не имеют гальваноразвязки, то все эксперименты в целях безопасности и для снижения помех необходимо проводить с ноутбуком не подключенным к сети 220В.




1. Кардиограф на базе  USB осциллографа


     
      Программа     ECG.llb     Для версии LabVIEW5.0      
    
      (версия  для   USB осциллографа)


       ECG.EXE         exe - файл












    Модуль усилителя - любой усилитель с закрытым (>4 мкФ) входом и Кус >=100

     В моем случае используется модуль KARDIO от USB_осциллографа.

 Схема и конструкция выглядят так:



  DA1 можно не устанавливать, а провод RRL - подключить к земле.

  R6+R7+R8  = 100-400 Ом   (150)

  Bxoды от левой и правой руки  подключить к R11 и R12   через неполярные конденсаторы  8.0 -10.0 мкФ 
для устранения возможного гальванического смещения (до сотен мкВ)


Файл платы кардиоусилителя в формате  JPG:    CARDIO_JPG.zip              в формате PCB2004:  Kardio_PCB2004.zip  

Плата  модуля микроконтроллера и прошивка - на страничке  модуль  осциллографа.

Все объединено в один корпус для компактности.  Если в этом нет необходимости  можно просто использовать модуль  осциллографа
в паре с модулем кардиоусилителя. Или сделать свое устройство передающее данные в указаном в  модуле  осциллографа  формате.






Программа корректор.          Korrektor.llb



   Позволяет выровнять кардиограмму :




















Выглядеть этот вариант может так:



2. Кардиограф на базе  звуковой USB платы
ECG of the USB sound card


Верся для USB sund card на базе микросхемы для SKYPE телефонов  AP-T6911 или любой другой, позволяющей измерять напряжение постоянного тока:

1. Приобретаем за 2-10$ нечто подобное :   например этот: http://www.dealextreme.com/details.dx/sku.22475 
2. Отключаем микрофонный усилитель. остается только 10-битный АЦП с входным смещением около 2,5 вльт
     которое придется компенсировать если будете мерять и постоянное напряжение.
      Модернизируем USB - Sound плату (См рисунки)

                   Выглядит это примерно так:







   при условии что там стоит микросхема  SKYPE телефона  AP-TP6911_02EV10

    Предупреждение: модели меняются постоянно.....


    TP6911_02EV10.pdf - описание и схема включения

 
                
3. Cобираем кардиоусилитель с питанием от 5 вольт наример такой:


                  



R4 -подбираем по симметрии ограничения большого сигнала. 
R9 - усиление. Если убрать С6 и С7 можно мерять постоянку, но кардиосигнал будет нестабилен.


Хороших точностных показателей не ждите. Особенно стабильности 0.

Сборка - на макетной плате
В результате получаем нечто подобное:     




    В сборе это выглядит так:



                                                                            
  
4
.Программа:     ECG_USB_SND.llb (Labview 5.0)                      EXE- вариант     ( Опробовано под XP, VISTA , Windows 7  )


5. Для отладки аппаратуры можно имитировать сигнал с помощью ГЕНЕРАТОРА-ИМИТАТОРА загрузив в него файл  образца одного периода сигнала
    например такой:
ECG_1_282_76_9.dat (zip)   (кардиосигнал с частотой 76,9 ударов/мин + 50Гц помеха) 

    Это обычный текстовый файл но, т.к. генератор предназначен для имитации сигналов датчиков 4-х тактного двигателя ось Х должна быть от 0 до 720 град,
    а частоту ударов сердца нужно задавать в генераторе в оборотах в минуту . Обязательно 76.9 иначе сигнал помехи будет не равен 50 Гц.
По соседнему каналу рекомендую пустить прямоугольный сигнал со скважностью около 5% для контроля искажений.


Для работы с SOUND - платой использованы материалы этого сайта 


К сожалению USB и SOUND варианты создают *.bin  файлы  с разной частотой оцифровки сигнала. 
 Если в  ECG_USB_SND.llb  это   можно исправить в программе то ЕХЕ вариант прошит жестко на 48000/32 выборок в сек.
 В случае работы со штатной звуковой платой вам придется найти переходные конденсаторы в канале микрофонного входа
(обычно 1 на входе и 1 в усилителе микрофона) и увеличить их емкость до десятков микрофарад.


3. Кардиограф на базе bluetooth гарнитуры с микросхемой  BC31A223A (От телефонов Sony Ericsson):

1. Подготовка гарнитуры.
Заключается в отключении микрофона путем удаления конденсатора C10, вывода на разъем дифф входа
микрофонного усилителя микросхемы ( MIC_N и MIC_P ) и напряжения VOUT (2,7V) для питания подключаемых к разему усилителей.
Как это было сделано показано на рисунке ниже.
Телефон гарнитуры решил пока не трогать для того чтобы использовать по его прямому назначению.



2. Установка драйверов BLUETOOTH  имеющих поддержку гарнитуры.
В моем случае не подошли следующие драйвера:


Microsoftон не поддерживает профиль работы с гарнитурой

Widcomm он не распознал оба моих USB-Bluetooth устройства

Остановился на  Bluesoleil   -  Поставил версию BlueSoleil 6.4.314.3


Вопрос достаточно проблемный поэтому кому-то возможно придется решать его по другому.

После этого можно начинать эксперименты.


На данный момент имеются следующие результаты:

Максимальный входной сигнал имеет размах +/- 32мВ  при 15 битах разрешения и частотой оцифровки 8кГц что позволяет снимать кардиограмму
 при  подключении электродов через разделительный конденсатор к контактам  MIC_N и MIC_P  выведеным на внешний разъем.
Пример картинок приведены на рисунке.


        
  
Связь оказалась достаточно некачественной. Довольно часто проходят помехи или разрывы потока, что проявляется в виде импульсной помехи.
Так что мониторирование ЭКГ по Холтеру через Bluetooth-гарнитуру, похоже, невозможно.

После обычной процедуры подключения гарнитуры кардиограмму можно записать удобным вам способом в *.wav  файл
для дальнейшей обработки или воспользоваться   приведенной выше программой  Кардиографа на базе  звуковой USB платы
 


4. Кардиограф на базе PSoC (Programmable System-on-Chip) от Cypress Semiconductor.

Если существует такая прекрасная вещь как  PSoC ,  то можно попробовать собрать кардиограф например на    CY8CKIT-014 PSoC® 5 FirstTouch™ Starter Kit

Проект для  PSoC Creator 1.0 :       ECG.ZIP

Кроме КИТа понадобится простой усилитель (например приведенный выше усилитель для звуковой платы (вывод 5 - заземлить и уменьшить к-т усиления).
Выглядеть может например так:


Задачи решаемые устройством(пока):
1.Оцифровка сигнала 12-битным АЦП (2 байта) с частотой 1кГц

2.Отключаемая фильтрация сигнала (LP_cutoff = 30Hz или выше)



3.Непрерывная отправка 2-х байтных отсчетов АЦП в COM-порт (побайтно: младший-старший пакетами по 64байта).

Поскольку  это начальный (надеюсь) вариант то программа для PC - простая гляделка:

  ECG_PSoC.exe            - .EXE вариант
  ECG_PSoC.llb           - .llb вариант (LabVIEW 5.0)

_________________________________________________________________

Если совсем не хочется делать свою аналоговую часть, то можно обойтись и тем что есть в PSoC :
От себя придется добавить 3 резистора и 2 конденсатора.
Выглядеть может так:

Проект для  PSoC Creator 1.0 :     ECG_PGA.zip

Можно использовать  указаную выше гляделку, тлоько масштаб по оси х будет неверным.

Реальный сигнал, снятый на человеке выглядит так:





Хотелось бы сделать индикацию на LCD и запись на SD-card, но, мне это пока не по зубам....



5. Имитатор кардиосигнала  на базе PSoС4 (Programmable System-on-Chip)


                
Устройство предназначено для облегчения отладки устройств 

путем  создания сигналов, имитирующих реальный сигнал датчиков.
                           
В данном варианте зто кардиосигнал.

Конструкция явно избыточная, но это делалось для освоения работы с
                         
дисплеем   2.2" Serial SPI TFT Color LCD Module Display 240X320 w/ PCB Adpater / SD Socket

 Проект для  PSoC Creator 3.0 :      TFT240x320_ECG_Simulator.zip

 Файлы для SD_карты к проекту:    SD_Files.zip



























Гостевая книга · Ссылки · Обо мне · Мои разработки
Схемы, LabVIEW и др.
ВебСтолица.РУ: создай свой бесплатный сайт!  | Пожаловаться  
Движок: Amiro CMS