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EKG-Experimente mit Heart-Monitor, Oszillograph, seriell und OpenLog

gzielos 4332 14
  • EKG-Experimente

    Ich fand es schon lange reizvoll, √ľber eigene EKG-Systeme nachzudenken. Speziell interessieren mich L√∂sungen, die preiswert und einfach aufzubauen sind. Dieser Artikel zeigt einige M√∂glichkeiten, sich mit dieser Technik zu besch√§ftigen. Doch zun√§chst etwas Grunds√§tzliches:

    Durch den direkten Kontakt der EKG-Elektroden mit dem K√∂rper sind alle Komponenten ausschlie√ülich mit Akkus oder Batterien zu betreiben. Kein Teil, also PC, Oszillograph, USB-Verbindungen d√ľrfen eine Netzverbindung haben. Der PC darf nur mit Batterie betrieben werden (Laptop), alle Schaltungen d√ľrfen nie mit Netzteil versorgt werden. Immer muss bedacht werden, dass Netzteile durchaus mal schadhaft sein k√∂nnen und dadurch die Gefahr besteht, einen Stromschlag zu bekommen.

    Wir werden im Folgenden einige Experimente finden, die uns n√§her an die EKG-Technik heranf√ľhren. Dabei sollten diese Experimente nie zu Diagnosezwecken benutzt werden, sondern lediglich interessante Bastelprojekte sein.

    EKG-Simulator

    Bevor wir uns selbst an ein EKG-Ger√§t anschlie√üen, werden hier Experimente beschrieben, mit denen man ein „k√ľnstliches“ EKG erzeugen kann. Dies kann hilfreich sein, um die externen Komponenten, wie z.B. Oszillograph oder die serielle √úbergabe der EKG-Daten zu testen.

    Ausgangsbasis ist ein kleiner ATTiny13, der gespeicherte EKG-Daten entweder als PWM und damit analoge Werte oder als serielle Werte an eine serielle Schnittstelle ausgibt. Erstere Variante kann mit einem Oszillographen, die zweite mit einem Terminalprogramm zum PC und späterer Darstellung z.B. in Excel genutzt werden.

    EKG-Simulator mit analoger Ausgabe

    Der ATTiny 13 mit dem Programm „ekg_sim_pwm01.bas“ sendet autonom analoge EKG-Signale z.B. direkt an einen Oszillographen. Da hier kein K√∂rperkontakt besteht, kann ein beliebiger Oszillograph auch mit Netzanschluss benutzt werden. Die folgende einfache Schaltung realisiert dies:

    EKG-Experimente mit Heart-Monitor, Oszillograph, seriell und OpenLog
    Bild    Schaltung EKG-Simulator mit analoger Ausgabe

    Code: vbnet
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    EKG-Simulator mit serieller Ausgabe

    Will man simulierte EKG-Daten auf einem PC, z.B. √ľber EXCEL darstellen, k√∂nnen die Daten √ľber eine serielle Schnittstelle √ľbertragen werden. Dazu wird wieder ein ATTiny 13 mit intern gespeicherten EKG-Werten verwendet. Diesmal √ľbertr√§gt er diese aber als seriellen Datenstrom. Das Programm „ekg_sim_ser01“ realisiert diese Funktion. Die Schaltung sieht dann so aus:

    EKG-Experimente mit Heart-Monitor, Oszillograph, seriell und OpenLog
    Bild    Schaltung EKG-Simulator mit serieller Ausgabe


    F√ľr die Auswertung der seriellen Daten ist zun√§chst eine Wandlung der hier vorliegenden TTl-Daten notwendig. Ich benutze dazu den Pololu USB AVR Programmer V2.1., der neben der zum Programmieren der ATMEGA/ATTiny-Prozessoren notwendigen Schnittstelle eine zus√§tzliche RS232- Schnittstelle √ľber USB bereitstellt:

    https://www.amazon.de/s?k=Pololu+USB-AVR+Prog...tive=6742&linkCode=ur2&tag=mikroelektronik-21

    Damit ist eine √úbertragung serieller Daten im TTL-Format an eine virtuelle (d.h. √ľber USB) COM- Schnittstelle am PC einfach m√∂glich. Ich benutze am PC das Programm hterm. Der Pololu-Programmer liefert beim Verbinden mit dem PC zwei neue COM-Ports, die man √ľber den Ger√§te- Manager findet:

    Pololu USB AVR Programmer v2.1 Programming Port (COM17)
    Pololu USMAVR Programmer v2.1 TTL Serial Port (COM16)

    Der letztere ist der Communikationskanal f√ľr serielle Daten√ľbertragung. Im Programm hterm werden im Bereich Input (Oberer Teil) folgende Eintr√§ge vorgenommen:
    ¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†Port „COM16“ (bei mir, bitte im Ger√§te-Manager nachschauen)
    ¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†Baud „9600“, Data „8“, Stop „1“, Parity „None“
    ¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†H√§kchen bei Ascii, Newline at “CR+LF”
    ¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†¬†Bei Save Output die Option “RAW” ausw√§hlen
    Ist der ATTiny13 programmiert, sollten nach „Connect“ sofort Werte herunter scrollen. Nach einigen Sekunden kann der Datenstrom mit „Disconnect“ gestoppt und mit „Save Output“ gespeichert werden. Die Log-Datei findet man im Ordner „hterm“ als „output_2022-04-27_11-29-05.log“ – hier nur als Beispiel. Diese Datei kann man direkt in EXCEL einlesen, muss aber vorher „alle Dateien“ aktivieren, da dies keine typische EXCEL-Datei ist. Sofort nach dem Einlesen kann √ľber: Einf√ľgen -> Linie (ndiagramm) ein Diagramm der Datei erstellt werden, was dann etwa so aussieht:

    EKG-Experimente mit Heart-Monitor, Oszillograph, seriell und OpenLog
    Bild    EXCEL-Diagramm vom Simulator


    Als Daten f√ľr das Diagramm k√∂nnen auch kleinere Bereiche ausgew√§hlt werden, so dass z.B. nur zwei „Herzschl√§ge“ erscheinen, was dann schon besser aussieht:

    EKG-Experimente mit Heart-Monitor, Oszillograph, seriell und OpenLog
    Bild    Ausschnitt

    Code: vbnet
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    Nun zum „echten“ EKG

    Wie viele andere hat auch der Autor schon vor Jahren eigene EKG-Verst√§rker mit erheblichem Aufwand mit mehr oder weniger Erfolg entwickelt. Mittlerweile ist das alles viel einfacher geworden. So hat z.B. „Sparkfun“ ein einfaches Modul entwickelt, das sofort einsatzbereit ist und ein einfaches EKG erm√∂glicht. Mitgeliefert werden k√∂nnen die erforderlichen Kabel nebst selbstklebenden K√∂rperkontakten. Auch ausf√ľhrliche Anleitungen k√∂nnen bei Sparkfun eingesehen werden. Allerdings kosten die Dinge bei Sparkfun einiges (derzeit Modul 21,50 €, Kabelsatz 5,50 €, Zehnerpack Klebeelektroden 8,95 €). Ich habe die gleichen Module bei Aliexpress sehr viel billiger bekommen, und zwar mit Kabelsatz f√ľr 3,99 €:
    https://de.aliexpress.com/item/33007711518.ht...etail.0.0.14036368S98Z2t&gatewayAdapt=glo2deu
    Ob es sich hier um Clone handelt oder um Restbest√§nde der Produktion f√ľr Sparkfun, kann ich nicht beurteilen – jedenfalls funktionierten alle genauso wie von Sparkfun angegeben. Wer also einige Wochen auf die Lieferung warten kann, k√∂nnte hier sehr viel sparen.

    EKG-Experimente mit Heart-Monitor, Oszillograph, seriell und OpenLog
    Bild    SparkFun Single Lead Heart Rate Monitor - AD8232 (Foto Sparkfun)


    Bevor es nun an erste Experimente gehen soll, noch ein wichtiger Hinweis. Die Module arbeiten mit nominal 3,3 V, maximal 3,6 V. Aus eigener Erfahrung wei√ü ich, dass h√∂here Spannungen „t√∂dlich“ f√ľr die Module sind. Netzteile scheiden sowieso aus (s.o.), aber auch LiIonen-Akkus k√∂nnen gef√§hrlich werden, da sie vollgeladen bis 4,2 V abgeben. Als brauchbar haben sich 2 NiMh-Akkus (max. 3V) oder 2 Alkaline-Zellen (max. 3 V) erwiesen. Das reicht f√ľr fast alle folgenden Experimente aus.

    Erste Variante, Heart Rate Monitor - AD8232 mit Oszillograph

    Hier ist nicht viel zu tun, die Klebe-Elektroden am K√∂rper befestigen, den Stecker in die Buchse stecken und das Modul √ľber die 6-polige Stiftleiste an 3,3 V und Masse anschlie√üen. Danach OUTPUT und Masse mit einem Oszillographen verbinden. Die Anordnung der Elektroden zeigt das n√§chste Bild:

    EKG-Experimente mit Heart-Monitor, Oszillograph, seriell und OpenLog
    Bild    Anordnung der Elektroden


    Noch ein Wort zum Oszillographen. Ich benutze ein PicoScope 3204 mit der Software PicoScope 7 T&M Early Access. Dies ist ein USB-Oszillograph, der von der USB-Schnittstelle des Laptops mit Strom versorgt wird. Damit ist gesichert, dass beim Betreiben des Laptops √ľber seine eigene Batterie keine Stromschlag-Gefahr ausgeht. Andere Oszillographen mit Netzanschluss sind gef√§hrlich und d√ľrfen nicht verwendet werden.

    Am Oszillographen sollten folgende Einstellungen vorgenommen werden:
    Zeitbasis       500ms/div
    Kanal A         +- 2V , Wechselspannung (bei Gleichspannung gibt es Auf- und Ab-Bewegungen der Kurven)

    Wenn alles funktioniert, sieht das Ergebnis so aus:

    EKG-Experimente mit Heart-Monitor, Oszillograph, seriell und OpenLog
    Bild    EKG mit Heart Rate Monitor - AD8232 und PicoScope3204


    F√ľr den Fall, dass kein geeigneter Oszillograph verf√ľgbar ist, gab es eine vergleichsweise g√ľnstige Alternative, Xprotolab Plain GT-0007 von Gabotronics. Dies ist eine kleine Leiterplatte mit einem 2- Kanal-Oszillographen, der √ľber eine USB-Verbindung und eine passende Software Oszillogramme auf den PC und auf Androidger√§te bringt. Leider habe ich in der letzten Zeit keine Quelle - au√üer einer japanischen https://www.elefine.jp/SHOP/XprotolabPlain.html - f√ľr dieses Ger√§t mehr gefunden. Allerdings bietet Gabotronics auch andere Oszillographen an, teilweise sogar mit Display.

    EKG-Experimente mit Heart-Monitor, Oszillograph, seriell und OpenLog
    Bild    Xprotolab Plain (Foto Gabotronics)


    EKG-Experimente mit Heart-Monitor, Oszillograph, seriell und OpenLog
    Bild    Schaltung Heart Monitor und Xprotolab-Plain


    Bei erfolgreicher Kopplung beider Komponenten kann das Ergebnis dann so aussehen. Die Software f√ľr PC und Androidger√§t ist ein wenig unausgereift – da ist einige Fummelei angesagt.

    EKG-Experimente mit Heart-Monitor, Oszillograph, seriell und OpenLog
    Bild    Xprotolab-Plain GT-0007 am PC


    Die n√§chste Stufe – EKG-Aufzeichnungen seriell √ľbertragen

    Wie schon beim EKG-Simulator werden wir nun echte EKG-Daten seriell an einen Laptop √ľbertragen. Auch hier nutzen wir den ATTiny13, um erst die analogen Werte vom Heart-Monitor einzulesen und dann als seriellen Datenstrom zum PC zu senden. Voraussetzung ist wie oben ein Pololu-USB AVR Programmer V2.1 oder nat√ľrlich ein √§hnliches Ger√§t, das serielle TTL-Daten an die USB-Schnittstelle √ľbertragen kann.

    EKG-Experimente mit Heart-Monitor, Oszillograph, seriell und OpenLog
    Bild    echtes EKG an serielle Schnittstelle


    Die Auswertung erfolgt wieder wie oben √ľber ein Terminal-Programm wie hterm und danach z.B. in Excel.

    EKG-Aufzeichnungen √ľber l√§ngere Zeit mit OpenLog

    So spannend das Beobachten eines EKG’s ist, richtig interessant wird es, wenn man das EKG √ľber l√§ngere Zeit aufnehmen und sp√§ter analysieren kann. Dabei kommen dann z.B. schwankende Herzfrequenzen oder Aussetzer zum Vorschein. Nochmals der Hinweis, dass solche Beobachtungen nicht zu Diagnosen benutzt werden sollen. Daf√ľr sind die verwendeten Ableitungen und die einfachen Komponenten nicht geeignet. Zun√§chst – einige der bisher verwendeten Baugruppen und Programme lassen bereits eine l√§ngere Aufzeichnung zu, so z.B. Speicheroptionen der verschiedenen Oszillographen. Einfacher geht es aber mit einem weiteren sehr simplen Baustein, auch von Sparkfun:

    EKG-Experimente mit Heart-Monitor, Oszillograph, seriell und OpenLog
    Bild    OpenLog von Sparkfun (Foto Sparkfun)


    Von billigen chinesischen Clones ist abzuraten – der Autor hat mit diesen gleich aussehenden Bauteilen schlechte Erfahrungen gemacht – sie waren vollkommen unprogrammiert und damit nicht geeignet. Wenn einer wei√ü, wie man die passende Firmware aufspielt – ich w√§re dankbar…

    Dieser Baustein OpenLog erm√∂glicht auf einfache Weise das Abspeichern von Text (auch unsere EKG- Werte sind im weitesten Sinne Text) √ľber eine serielle Schnittstelle im TTL-Format auf eine µSD- Karte. Dabei kann man OpenLog mit einer Textdatei auf dieser µS-SD-Karte an verschiedene Baudraten anpassen – im Auslieferungszustand ist die richtige Konfiguration schon auf 9600 Bd eingestellt und es muss nichts gemacht werden. Falls schon mit anderen Einstellungen gearbeitet wurde, wird auf der µSD-Karte eine Text-Datei „config.txt“ mit folgendem Inhalt gespeichert „9600,26,3,0,1,1,0“, um jetzt Daten mit 9600 Baud aufzunehmen. Nun brauchen wir noch eine Komponente, die aus dem analogen Signal des Heart Monitor einen seriellen Datenstrom erzeugt. Auch dies wird von einem ATTiny13 √ľbernommen:

    EKG-Experimente mit Heart-Monitor, Oszillograph, seriell und OpenLog
    Bild ¬†¬†¬†EKG √ľber ATTiny13 an OpenLog

    Code: vbnet
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    Allerdings gibt es mit OpenLog und den bisherigen Komponenten ein Problem. W√§hrend der Heart Monitor mit maximal 3,6 V betrieben wird, verlangt OpenLog mindestens 3,3 V, also deutlich mehr als 2 Zellen NiMH oder Alkanline. Wir helfen uns mit einer zus√§tzlichen Zelle f√ľr die Komponenten OpenLog und ATTiny 13. Wird die obige Schaltung mit Strom versorgt, beginnt sofort die Aufzeichnung und zwar jeweils als Textdatei mit laufender Numerierung.

    Cool? DIY-Rangliste
    √úber den Autor
    gzielos
    Niveau 1  
    Offline 
    gzielos hat 1 Beiträge geschrieben mit der Bewertung 10 geschrieben. Er ist seit 2022 bei uns.
  • #2
    lemgo
    Niveau 14  
    Ist es m√∂glich, ein solches Signal √ľber kurze Entfernungen (mehrere Zentimeter) zu √ľbertragen?
  • #3
    VSS
    Niveau 21  
    Es wird einfacher sein, RS-Daten zu senden, die hinter Atiny 13 im letzten Projekt.
  • #4
    lemgo
    Niveau 14  
    Ja aber in Rot hat der Autor angedeutet, dass alles beschädigt werden könnte.

    Ich habe ein √§hnliches Problem mit dem Amateur-EEG. Die Elektroden am Kopf, Stromversorgung aus Batterie, es gibt eine Trennung an den Optokopplern, aber wenn ein St√ľck Draht auf die Platine f√§llt und ein station√§rer Computer mit defektem Schutz an das EEG angeschlossen ist, ist das Risiko mein Gehirn zu braten.

    Und so ein Sender/Empf√§nger f√ľr ein Dutzend Zentimeter oder ein St√ľck Glasfaser auf dem Weg w√ľrde mein Vertrauen erwecken.
  • #5
    linuxtorpeda
    Niveau 26  
    Der Artikel sieht aus wie eine Anzeige - viele Buzzwords und wenig Technik.

    lemgo hat geschrieben:
    Ist es m√∂glich, ein solches Signal √ľber kurze Entfernungen (mehrere Zentimeter) zu √ľbertragen?

    Modulator bei 38 kHz + Infrarotdiode. Der Empf√§nger kann ein "Auge" sein, die √ľblicherweise in Fernsehger√§ten verwendet wird.
  • #6
    Galareta
    Niveau 23  
    Es reicht Bluetooth und UART zum Computer. Es ist schwer, eine bessere Isolierung zu bekommen. Eventuell WLAN.
  • #7
    gzielos1
    Niveau 2  
    Zu der Frage Daten ohne "Draht" zu senden:
    Dazu ist Bluetooth wohl der beste Weg. Ein Bluetooth-Modul hinter dem ATTiny13 sendet die seriellen Daten dann drahtlos an PC oder Smartphone. Damit ist auch die Gefahr abgewendet, dass ein Stromschlag passieren kann. Nat√ľrlich sollte kein 220V-Kabel mit offenen Enden auf die Platine fallen. Das gilt aber f√ľr alle Bastelprojekte.

    linuxtorpeda hat geschrieben:
    Der Artikel sieht aus wie eine Anzeige - viele Buzzwords und wenig Technik.

    Klingt ein bisschen ver√§chtlich. Ich nehme es aber trotzdem als Lob - wenig Technik = wenig Kosten und Aufwand. Das war mein Motto. Wer mehr Technik w√ľnscht, kann sich ein komplettes (teures) EKG-Ger√§t kaufen oder eins basteln. Im √úbrigen schreibe ich solche Artikel meist erstmal f√ľr mich selbst, um alle Schritte und Erkenntnisse sp√§ter nachvollziehen zu k√∂nnen. Da ist mir der Aufwand nicht zu schade. Vielleicht gibt es ja Leser, die das nicht als "Anzeige" lesen, sondern es als n√ľtzlich erachten.
  • #8
    linuxtorpeda
    Niveau 26  
    gzielos1 hat geschrieben:
    Klingt ein bisschen verächtlich. Ich nehme es aber trotzdem als Lob - wenig Technik = wenig Kosten und Aufwand.

    Ich bin einfach enttäuscht von dem Artikel. "EKG-Simulator" ist nichts anderes als ein Gerät, das einen permanenten Datenpuffer zyklisch an einen analogen oder digitalen Ausgang sendet - hier gibt es absolut nichts Interessantes, und das ist fast die Hälfte des Artikels.
    Weiter, auch nicht besser - Präsentation eines fertigen Moduls zur analogen Umwandlung von EKG-Signalen in eine zur Abtastung geeignete Form, Präsentation eines digitalen Oszilloskops und Präsentation eines fertigen Moduls zum Protokollieren von Daten auf einer SD-Karte - schrecklich, dieses Modul basiert auf AVR, warum also nicht ein Projekt auf einem uC statt auf zwei machen?
    Der H√∂hepunkt der Kreativit√§t war hier, dass der Autor zeigte, dass ein EKG-Simulator in ein Probenahmeger√§t umgewandelt werden kann. Sch√∂n, aber man braucht keine strengen Kenntnisse √ľber das EKG, und darum sollte es in dem Artikel gehen.

    Okay, was hat gefehlt? Zun√§chst einmal w√ľrde ich eine kurze Beschreibung des Problems und der Methoden erwarten, die seine L√∂sung erm√∂glichen - was ist die EKG-Messung, was sind die Probleme, auf die der Analog-Frontend-Designer st√∂√üt (weil dies das schwierigste Problem ist) und wie dieses fertige Modul ist besser als die primitivste L√∂sung auf Basis von drei Operationsverst√§rkern mit JFET-Eing√§ngen und ein Paar Elektroden aus der Apotheke.
    Sie schreiben auch √ľber Sicherheit und schlagen schlie√ülich vor, die Schaltung "K√∂rper-Frontend-Oszilloskop-Computer" mit einer gemeinsamen Masse zu verbinden, was keine Sicherheit bietet.
    Auch die Weiterverarbeitung und Speicherung von Daten wurde vernachl√§ssigt. Wie ich bereits erw√§hnt habe, warum all dieses OpenLog, wenn man diese Funktionalit√§t auf einen einzigen AVR verschieben kann? Wie sieht es mit der ben√∂tigten analogen Bandbreite zur Abtastung aus - in welcher Gr√∂√üenordnung m√ľssen diese liegen, damit das Messsignal nicht nennenswert verf√§lscht wird? Solche Fragen k√∂nnen sich vervielfachen, da der Autor den Versuch, ein EKG selbst zu entwerfen, noch nicht einmal ber√ľhrt hat. Dies ist nur ein √úberblick √ľber einige L√∂sungen, die im Laden erh√§ltlich sind.

    Tut mir leid, das sagen zu m√ľssen, aber dieser Artikel ist wirklich schwach. Als Trost kann ich hinzuf√ľgen, dass immer mehr Artikel auf einem niedrigen Niveau sind, sodass dieser nicht zu sehr auff√§llt.
  • #9
    PiotrPitucha
    Niveau 34  
    Hallo
    linuxtorpeda hat geschrieben:
    Ich bin einfach enttäuscht von dem Artikel. "EKG-Simulator" ist nichts anderes als ein Gerät, das einen permanenten Datenpuffer zyklisch an einen analogen oder digitalen Ausgang sendet - hier gibt es absolut nichts Interessantes, und das ist fast die Hälfte des Artikels.

    Warum bist du entt√§uscht? Solche Simulatoren werden verwendet, um EKG-Kabel, den Betrieb von Verst√§rkern und Filtern zu √ľberpr√ľfen, und die kommerziellen Simulatoren von HP, Siemens oder Schiller arbeiten nach dem gleichen Prinzip, vielleicht sind nur die Datenpuffer gr√∂√üer und das vollst√§ndige EKG-Signal wird erzeugt, nicht nur eine Welle f√ľr 3 Kabel.

    linuxtorpeda hat geschrieben:
    Weiter, auch nicht besser - Präsentation eines fertigen Moduls zur analogen Umwandlung von EKG-Signalen in eine zur Abtastung geeignete Form, Präsentation eines digitalen Oszilloskops und Präsentation eines fertigen Moduls zum Protokollieren von Daten auf einer SD-Karte - schrecklich, dieses Modul basiert auf AVR, warum also nicht ein Projekt auf einem uC statt auf zwei machen?

    Schrecklich, industriell gebaute EKGs funktionieren auch auf vorgefertigten A/D-Wandlungssystemen und dar√ľber emp√∂rt sich niemand und zeichnen zudem oft keine Daten auf einer SD-Karte auf.
    Warum emp√∂rst du dich √ľber AVR? Wie w√§re es mit Intel 8088, Z80, 8085 oder einem Haufen Transistoren und Widerst√§nden in professionellen L√∂sungen?
    Der Artikel ist interessant, man muss nur ein wenig nachdenken, wir haben Diagramme, es gibt Zeitabhängigkeiten.
    Eine Anmerkung, es gibt nur eine Ableitung, nur Mehrkanalaufzeichnungen haben einen diagnostischen Wert, wir können diese Art von Wellenformen nur auf dem Cardiomonitor anzeigen.
    Wenn es um Sicherheit geht, sollte man nicht nach einem Loch im Ganzen suchen, EKG-Ger√§te werden haupts√§chlich mit Netzstrom betrieben und niemand hat Angst, wenn das System richtig entworfen und hergestellt wurde. Nat√ľrlich sind medizinische Ger√§te eine ganz andere Geschichte als Glocken und Gl√ľhbirnen, die Ger√§te sollten zertifiziert werden, wenn sie auf den Markt kommen sollen.
    Jemand brachte mich zum Lachen mit dem Kabel, das auf die Schaltung fällt :) Und wenn so ein Kabel auf den Verstärker mit einem BT-Sender fällt, wird es den Patienten nicht mehr bedrohen?
    Ich garantiere, dass alle Schaltungen aus den Lösungsbeispielen den passenden Frequenzgang mit sehr großem Spielraum haben.
    Man kann sich auf medizinischen Websites √ľber die EKG-Analyse informieren oder Beschreibungen auf Pinterest finden.
  • #10
    krru
    Niveau 33  
    Nach Abschluss meines Studiums habe ich eine Diplomarbeit √ľber die Verarbeitung des EKG-Signals geschrieben. Soweit ich mich an etwas von vor 30 Jahren erinnere, hat das Signal eine Amplitude in der Gr√∂√üenordnung von einzelnen mV. Die Abtastrate betrug 250 und 500 sps und 12-Bit-Abtastung. Die Filter im analogen Pfad m√ľssen also oberhalb von 125 bzw. 250 Hz praktisch auf Null schneiden.
  • #11
    linuxtorpeda
    Niveau 26  
    PiotrPitucha hat geschrieben:
    Warum emp√∂rst du dich √ľber AVR?

    Nicht so sehr ein AVR, sondern die Tatsache, dass du mindestens zwei AVRs f√ľr wenig anspruchsvolle Aufgaben verwendest. Du konntest problemlos Abtastung und Datenaufzeichnung in einem schaffen und immer noch viel Rechenleistung haben.

    PiotrPitucha hat geschrieben:
    Wenn es um Sicherheit geht, sollte man nicht nach einem Loch im Ganzen suchen, EKG-Geräte werden hauptsächlich mit Netzstrom betrieben und niemand hat Angst, wenn das System richtig entworfen und hergestellt wurde.

    Nat√ľrlich t√§uschst du den Leser, wenn du sagst, dass Batteriestrom sicher ist. Es stellt sich in deiner Schaltung nicht ein, weil du dein Ger√§t schlie√ülich mit der Masse im Netzwerk verbindest. Und f√ľr den professionellen Einsatz zugelassene EKG-Ger√§te haben eine galvanische Trennung.

    PiotrPitucha hat geschrieben:
    Ich garantiere, dass alle Schaltungen aus den Lösungsbeispielen den passenden Frequenzgang mit sehr großem Spielraum haben.

    Ich habe keine Zweifel, aber aus deinem Artikel ist nicht zu entnehmen, was genau wir messen und wie oft.

    PiotrPitucha hat geschrieben:
    Warum bist du entt√§uscht? Solche Simulatoren werden verwendet, um EKG-Kabel, den Betrieb von Verst√§rkern und Filtern zu √ľberpr√ľfen, und die kommerziellen Simulatoren von HP, Siemens oder Schiller arbeiten nach dem gleichen Prinzip, vielleicht sind nur die Datenpuffer gr√∂√üer und das vollst√§ndige EKG-Signal wird erzeugt, nicht nur eine Welle f√ľr 3 Kabel.

    Denn aus Programmierer-/Elektroniker-Sicht ist es langweilig und technisch trivial zu implementieren. Man kann sogar noch weiter gehen und einen EKG-Simulator nur in einer Software f√ľr einen Computer schreiben, denn warum etwas l√∂ten.

    PiotrPitucha hat geschrieben:
    Man kann sich auf medizinischen Websites √ľber die EKG-Analyse informieren oder Beschreibungen auf Pinterest finden.

    Man kann, aber wir sprechen √ľber deinen Artikel. Er brachte haupts√§chlich die Namen der verwendeten Module zum Thema, was meiner Meinung nach nicht viel ist.
  • #12
    gzielos1
    Niveau 2  
    Mein Gott, ich h√§tte es wissen m√ľssen. Ich betone nochmals - Ich wollte kein Buch √ľber die Grundlagen der EKG-Technik schreiben. Ich wollte auch nicht erkl√§ren, warum es mit welchem Prozessor und wievielen am besten geht. Ich hatte ein paar ATTiny13 liegen und habe mich √ľber den einfachen und preiswerten EKG-Verst√§rker gefreut. Wenn ich da im Netz schaue, mit welchem Aufwand √§hnliches (meist nichts besseres) versucht wurde, bin ich von meinen Basteleien begeistert. Zum Schluss - wenn ich alle beteiligten Komponenten wirklich mit Batterien/Akkus wie beschrieben verwende, sehe ich keinerlei Gefahren, weder bei Erdung, noch, wenn die Komponenten √ľber keine galvanische Trennung verf√ľgen.
    Tut mir leid, wenn der Artikel nicht allen gef√§llt, ich ging davon aus, dass dieses Forum nicht speziell f√ľr Kardiologen oder Entwickler von Medizintechnik gemacht ist. Werde mich woanders umschauen...
  • #13
    gulson
    Forenbetreiber
    gzielos1 hat geschrieben:
    Tut mir leid, wenn der Artikel nicht allen gef√§llt, ich ging davon aus, dass dieses Forum nicht speziell f√ľr Kardiologen oder Entwickler von Medizintechnik gemacht ist. Werde mich woanders umschauen...

    Der Artikel gef√§llt uns und wir bitten, sich nicht entmutigen zu lassen. Es ging darum, einen Amateur-Selbstbau zu pr√§sentieren, und es hat geklappt, wof√ľr ich dankbar bin.
  • #14
    linuxtorpeda
    Niveau 26  
    gzielos1 hat geschrieben:
    Werde mich woanders umschauen...

    Woanders ist es nicht besser :)

    Lassen Sie sich von meiner Art Kritik nicht abschrecken - die direkte Form ist einfach die effektivste Art der Kommunikation. Ich wei√ü jedoch, dass es entmutigend sein kann. Schlie√ülich bin ich nicht das Ziel dieses Artikels. Respekt, dass Sie schreiben wollten. Ich w√ľnsche Ihnen weiterhin viel Erfolg auf diesem Gebiet :)
  • #15
    PiotrPitucha
    Niveau 34  
    Hallo
    @linuxtorpeda, lass uns eine Sache klarstellen :), ich bin nicht der Autor oder Konstrukteur der hier beschriebenen Module.
    Mehrere Prozessoren im System sind darauf zur√ľckzuf√ľhren, dass der Autor, wie man auf den Fotos sehen kann, fertige Platinen verwendet, ich sehe nichts Falsches daran.
    Ich habe nichts √ľber Stromversorgung mit Batterie geschrieben :) Ich sehe auch nicht, dass der Autor den Patienten mit Masse im Netz verbindet (was meinen Sie?).
    Nun muss ich als langj√§hriger Servicetechniker von Medizinger√§ten hinzuf√ľgen, dass nicht jedes EKG-Ger√§t eine galvanische Trennung hat, ich m√∂chte nicht nach Schaltpl√§nen suchen, aber fr√ľher lag der Schwerpunkt auf guten Netzteilen, es gab bestimmte Klassen f√ľr entsprechende Anwendungen bis hin zu Ger√§ten mit Herzkontakt. Am restriktivsten sind Ger√§te der CF-Klasse, die f√ľr den Betrieb mit offenem Herzen zugelassen sind, bei der CF-Klasse sollte im Normalzustand der Ableitstrom gegen Erde kleiner als 10 µA und im Fehlerfall kleiner als 50 µA sein.
    Die Standards wurden zu einer Zeit geschrieben, als Prozessoren auf Technologiemessen zu sehen waren, 99 % der Ger√§te nur √ľber analoge Schaltkreise verf√ľgten und die galvanische Trennung der Signale selbst problematisch war.
    Nat√ľrlich ist die Isolierung jetzt nicht schwierig, egal ob analog oder digital, da es ausreicht, die entsprechende Schaltung einzuf√ľgen, aber ihr Preis verursacht oft das Problem zu umgehen, indem ein analoges Signal in ein digitales serielles Signal umgewandelt wird, und nach einfacher Trennung mit einem Optokoppler, eine weitere Umwandlung in ein analoges Signal.
    Was den Tester betrifft, Sie erstaunen mich, Sie schreiben, dass der Mikrocontroller ein √úberma√ü an Form gegen√ľber Inhalt ist, und schlagen dann vor, einen Computer f√ľr diesen Zweck zu verwenden :D Erst dies ist ein √úberma√ü an Form √ľber Inhalt. Ich garantiere Ihnen, dass Sie in solchem Diagramm St√∂rungen haben werden, die das Signal √ľberschreiten, zweitens, schreiben Sie, wie Sie sich vorstellen, Signale f√ľr 9 EKG-Ableitungen zu erzeugen, mit Mikrocontroller ist es einfach.
    [F]