те05

Портативный электрокардиограф MobileECG может стать еще одним замечательным проектом с открытой аппаратной частью

Существует не так много открытых проектов медицинских приборов, которые можно считать надежными и завершенными. Однако, этого нельзя сказать относительно открытого Сrowdfunding-проекта портативного электрокардиографа MobileECG, разработанного венгерскими инженерами, который не только уже может выполнять свои основные функции, но и в дальнейшем сможет конкурировать с промышленным медицинским оборудованием.

На этапе разработки прибора планировалось собрать достаточно средств на разработку аппаратно-программной части и получение соответствующего сертификата на медицинское оборудование. Однако команде разработчиков и инженеров по разным причинам это не удалось, и было решено сделать аппаратную и программную часть прибора открытой и доступной. Поскольку большая часть работы была уже выполнена, было бы печально видеть, как умирает многообещающий проект. Поэтому решение сделать его открытым вполне оправдано и, возможно, он будет завершен, но уже с помощью сообщества.

MobileECG – проект портативного клинического 12-канального электрокардиографа с USB интерфейсом, обладающего превосходными характеристиками. Это очень компактный медицинский прибор, который может подключаться к ПК, ноутбуку или Android-планшету.

Команда разработчиков немногочисленна и состоит из 4 человек: трех инженеров и консультирующего врача, которые имеют богатый опыт сотрудничества и совместной разработки аппаратных и программных решений, включая MobileECG.

Основные технические характеристики медицинского прибора:

  • Поддерживаемые операционные системы: Windows (XP+), OSX 10.6.8+ , Ubuntu, Android (с USB OTG);
  • Функция определения кардиостимулятора;
  • Определение обрыва контактных датчиков;
  • Одновременная запись сигналов со всех контактных датчиков;
  • Встроенная защита от воздействия напряжения дефибриллятора: до 5 кВ;
  • Полный размах напряжения шума: менее 12 мкВ;
  • Коэффициент ослабления синфазного сигнала: более 100 дБ;
  • Выходная частота сэмплирования: 500 Гц;
  • Разрешение АЦП: 50 нВ/дел;
  • Диапазон установки напряжения смещения электродов: ± 300 мВ;
  • Динамический диапазон:  ± 300 мВ;
  • Отвечает требованиям стандартов: EC / ANSI ES 60601-1, 60601-1-2, 60601-1-6, 60601-2-47.

те06

Принципиальная схема прибора и печатная плата проектировались в бесплатной САПР KiCAD и находятся в свободном доступе на официальном сайте проекта. Преобразование электрических сигналов электрокардиограммы выполняется с помощью 8-канального 24-разрядного сигма-дельта АЦП ADS1278, выпускаемого компанией Texas Instruments. Для первичной обработки данных и управления АЦП применяется микроконтроллер Atmel семейства AVR Attiny24. Основным системным элементом аппаратной части является 32-разрядный микроконтроллер семейства AVR32 ATUC64D4, который выполняет обработку данных, общие интерфейсные задачи и функции передачи данных.

Основной микроконтроллер работает на частоте 48 МГц и ведет обмен данными по протоколу HID устройства. К нему также подключена микросхема внешней Flash-памяти с последовательным интерфейсом, что дает возможность реализовать вспомогательную функцию в приборе – запоминающее устройство USB Mass Storage, которое, например, будет содержать установочный файл приложения для ПК или планшета.

Питание прибора осуществляется от USB интерфейса. Для питания микроконтроллеров, АЦП и периферии в схеме используется высокоэффективный DC/DC преобразователь компании Texas Instruments TPS55010 и линейные регуляторы напряжения (5 В, 1.8 В, 2.5 В). Применение линейных регуляторов напряжения, несмотря на их низкую эффективность, объясняется малой занимаемой площадью на печатной плате и низким уровнем шумов. Дополнительно аппаратная часть снабжена различными элементами защиты аналоговых и цифровых интерфейсов.

Проект хоть и не завершен, но, по заявлению авторов, работоспособен. Аппаратная часть возможно потребует доработок, связанных с сертификацией. Что касается программной части, то здесь авторам известно о некоторых ошибках, и множество дополнительных функций еще не реализовано. Вся дополнительная информация по проекту, а также принципиальная схема, проект печатной платы, программные приложения, исходные коды и драйверы находятся в свободном доступе на официальном сайте проекта.