Создание системы мониторинга ЭКГ и дыхания на базе Arduino

Компоненты и расходные материалы

Shield ProtoCentral Electronics ADS1292R для ЭКГ/дыхания (Arduino v2)	×	1
Arduino UNO	×	1

Приложения и онлайн-сервисы

Arduino IDE

О проекте

Shield для ЭКГ и дыхания выводит медицинское оборудование на новый уровень. То, что казалось сложной системой для мониторинга электрической активности сердца, приобрело новую форму. Новое устройство портативно, менее сложно и эффективно выполняет мониторинг ЭКГ. Этот проект демонстрирует, как использовать shield ЭКГ вместе с Arduino.

Подключение shield к Arduino

Подключите shield ЭКГ/дыхания к Arduino, установив его сверху. Этот shield использует интерфейс SPI для связи с Arduino. Shield включает заголовок ICSP, используемый более новыми версиями Arduino для SPI-коммуникации, поэтому он совместим с новыми вариантами, такими как Yun и Due.

Установка библиотек Arduino

Библиотека Arduino содержит функции, необходимые для связи с Shield ADS1292R. Выполните следующие шаги для загрузки и настройки библиотеки:

1. Скачайте файлы библиотеки отсюда.
2. Распакуйте архив — вы увидите папку с именем ads1292r_shield.
3. Скопируйте эту папку в папку libraries вашей Arduino IDE. В зависимости от ОС, она может находиться внутри папки Arduino IDE или в папке Documents. Подробнее о структуре папок см. здесь.

Для использования с более ранними примерами BrainBay и Xively нажмите сюда.

Использование Processing — ПО для визуализации данных

Processing — это программное обеспечение для визуализации данных, существующее с 2001 года, используемое художниками и учеными. Это открытая кодовая среда на базе Java. Если вы знакомы со средой Arduino, IDE Processing покажется похожей, и кривая обучения будет минимальной.

Важно: Код для визуализации ЭКГ работает только с версией Processing IDE 2.2.1.

Шаг 1: Скачайте Processing для вашей ОС

Скачайте Processing IDE версии 2.2.1 по ссылкам:

• macOS
• Linux 32-bit
• Linux 64-bit
• Windows 32-bit
• Windows 64-bit

После загрузки распакуйте архив и установите приложение согласно вашей ОС.

Шаг 2: Скачайте код Processing для визуализации ЭКГ

• Скачайте необходимые файлы и директории или клонируйте репозиторий с GitHub на рабочий стол.
• Распаковка создаст папку ads1292r_shield, содержащую код визуализации.
• Найдите директорию sketchbook Processing на вашем компьютере (создается автоматически при установке):
  • Windows: C:/My Documents/Processing
  • macOS: /Users/your_user_name/Documents/Processing
  • Linux: /Home/your_user_name/sketchbook/
• Примечание: Эта директория называется «Processing» в Windows/Mac и «Sketchbook» в Linux. Создайте подпапку libraries, если её ещё нет.
• Из папки ads1292r_shield скопируйте/переместите содержимое ADS1292rShield_BreakoutProcessingces_view_ecg в директорию sketchbook Processing.
• Скопируйте папки controlP5 и gwoptics из ADS1292rShield_BreakoutProcessinglibraries в папку libraries вашего sketchbook Processing.
• Теперь вы готовы к первой визуализации ЭКГ с shield ADS1292R!

Шаг 3: Откройте Processing и запустите ces_view_ecg

• Если Processing IDE был открыт, закройте и откройте снова для обновления библиотек и скетчей.
• Дважды кликните по любому файлу .pde в директории ces_view_ecg, чтобы открыть весь код ЭКГ в Processing IDE.
• Если всё сделано правильно, нажатие кнопки «Run» в левом верхнем углу IDE запустит код. Если нет — проверьте установку библиотек и версию Processing 2.2.1.
• После запуска GUI выберите порт, подключенный к ЭКГ, из выпадающего списка «SELECT PORT».
• После выбора порта кнопка «START» станет активной. Нажмите «START» для начала визуализации.
• Вы увидите волну ЭКГ, сгенерированную на основе значений от платы ADS1292rShield Breakout Board.

Подключение электродов ЭКГ

В комплекте с shield идет 3-электродный кабель со стандартным стерео-джеком. Используйте электроды вместе с кабелем для подключения к shield. Набортной интерфейс электродов выделен на фото для удобства.

Другая сторона разъема электродов подключается к одноразовым электродам, приклеенным к телу. Для тестов можно использовать симулятор ЭКГ.

Предупреждение: При подключении электродов к телу безопаснее отключить источник питания Arduino. Например, если Arduino подключен к ноутбуку, отключите зарядное устройство ноутбука.

Размещение электродов на теле

Важное замечание: Это устройство НЕ предназначено для использования в качестве медицинской диагностической аппаратуры. Оно предназначено исключительно для оценочных и исследовательских целей.

Предупреждение безопасности: Будьте осторожны при подключении электродов к телу, пока Arduino подключен к USB-порту компьютера. Убедитесь, что питание ноутбука от сети отключено, чтобы избежать прямого соединения между землей и вашим телом.

Код

Библиотека ProtoCentral ADS1292R для Arduino

Библиотека Arduino для использования shield ProtoCentral ADS1292R: GitHub

Схемы

Схемы shield ProtoCentral ADS1292R для Arduino

Схемы: GitHub