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A portable ECG for recording and flexible development of algorithms and stress detection

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ECG

心电图

心电图

Cardiovascular  diseases  are  directly  or  indirectly  responsible  for  up  to  38.5%  of  all  deaths  in  Germany  and  thus  represent  the  mostfrequent  cause  of  death.  At  present,  heart  diseases  are  mainly  discovered  by  chance  during  routine  visits  to  the  doctor  or  whenacute  symptoms  occur.  However,  there  is  no  practical  method  to  proactively  detect  diseases  or  abnormalities  of  the  heart  in  thedaily  environment  and  to  take  preventive  measures  for  the  person  concerned.  Long-term  ECG  devices,  as  currently  used  byphysicians,  are  simply  too  expensive,  impractical,  and  not  widely  available  for  everyday  use.  This  work  aims  to  develop  an  ECGdevice  suitable  for  everyday  use  that  can  be  worn  directly  on  the  body.  For  this  purpose,  an  already  existing  hardware  platform  willbe  analyzed,  and  the  corresponding  potential  for  improvement  will  be  identified.  A  precise  picture  of  the  existing  data  quality  isobtained  by  metrological  examination,  and  corresponding  requirements  are  defined.  Based  on  these  identified  optimizationpotentials,  a  new  ECG  device  is  developed.  The  revised  ECG  device  is  characterized  by  a  high  integration  density  and  combinesall  components  directly  on  one  board  except  the  battery  and  the  ECG  electrodes.  The  compact  design  allows  the  device  to  beattached  directly  to  the  chest.  An  integrated  microcontroller  allows  digital  signal  processing  without  the  need  for  an  additionalcomputer.  Central  features  of  the  evaluation  are  a  peak  detection  for  detecting  R-peaks  and  a  calculation  of  the  current  heart  ratebased  on  the  RR  interval.  To  ensure  the  validity  of  the  detected  R-peaks,  a  model  of  the  anatomical  conditions  is  used.  Thus,unrealistic  RR-intervals  can  be  excluded.  The  wireless  interface  allows  continuous  transmission  of  the  calculated  heart  rate.

Following  the  development  of  hardware  and  software,  the  results  are  verified,  and  appropriate  conclusions  about  the  data  qualityare  drawn.  As  a  result,  a  very  compact  and  wearable  ECG  device  with  different  wireless  technologies,  data  storage,  and  evaluationof  RR  intervals  was  developed.  Some  tests  yelled  runtimes  up  to  24  hours  with  wireless  Lan  activated  and  streaming.

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