Design and implementation of an electrocardiograph using the Arduino embedded platform.

Abstract

Ηλεκτροκαρδιογραφία είναι ένα σύνηθες εργαλείο στην ιατρική πρακτική. Παρακολουθεί τον καρδιακό κύκλο και ρυθμό και χρησιμοποιείται για τη διάγνωση διάφορων παθήσεων. Αυτή η πτυχιακή εργασία επικεντρώνεται στην υλοποίηση των ψηφιακών και αναλογικών στοιχείων μίας τέτοιας συσκευής καθώς και στη σχεδίαση του απαραίτητου κώδικα για τη δειγματοληψία, την ερμηνεία, την παρουσίαση και την αποθήκευση του σήματος. Στο Τμήμα 1 παραθέτουμε τις απαραίτητες γνώσεις για την ανατομία και τη φυσιολογία της καρδιάς καθώς και τις βασικές αρχές κυκλωμάτων ενισχυτών, φίλτρων, μικροελεγκτών και δικτύων Kohonen. Το Τμήμα 2 περιγράφει τη σχεδίαση και υλοποίηση του συστήματος ακολουθώντας την ανάλυση ενός μπλοκ διαγράμματος διακριτών στοιχείων. Ακολουθούν τα αποτελέσματα της υλοποίησης και οι μελλοντικές προοπτικές του συστήματος. Τέλος παραθέτουμε τον κώδικα που χρησιμοποιήθηκε σε Arduino, Java, και Matlab.

Electrocardiography is a common tool in modern medical practice. It monitors heart rate and rhythm and is used to diagnose a number of ailments. This thesis focuses on implementing the digital and analog components of such a device as well as to design the software necessary for sampling, interpreting, visualizing and storing the signal. In Section 1 we present the background information regarding the anatomy and the physiology of the heart as well as basic principles in amplifier circuits, filters, microcontrollers and Kohonen networks. Section 2 describes the design and implementation of the system following a block diagram of discrete modules that are then analyzed. Then we discuss the results of the system and the future perspectives it has. Finally in the appendices we present the Arduino, Java and Matlab code used to process the signal.