Développement d’un Système de Surveillance ECG utilisant le Arduino, Module AD8232 et un Affichage OLED.

Résumé :
Cet article présente la conception et la mise en œuvre d’un système de surveillance de l’électrocardiogramme (ECG) utilisant le module de capteur ECG AD8232 avec un microcontrôleur Arduino et un affichage OLED. Le système capture les signaux ECG à l’aide d’électrodes placées sur la peau, traite les signaux pour filtrer le bruit et affiche les résultats sur un écran OLED ainsi que sur un traceur série. L’objectif est de fournir une surveillance en temps réel de l’activité cardiaque, cruciale pour la détection précoce des affections cardiaques. Ce projet démontre une solution simple et économique pour la surveillance ECG, adaptée à divers contextes de soins de santé.

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1. Introduction
Les électrocardiogrammes (ECG) sont des outils essentiels pour évaluer la santé cardiaque, fournissant des informations vitales sur l’activité électrique du cœur, ce qui peut aider à détecter les arythmies, les maladies cardiaques ischémiques et d’autres anomalies cardiaques. Les systèmes ECG traditionnels peuvent être coûteux et compliqués, nécessitant souvent une installation et une maintenance professionnelles. Ce projet vise à développer un système de surveillance ECG convivial utilisant le module AD8232, qui est abordable et facile à mettre en œuvre. L’intégration d’un affichage OLED permet une visualisation en temps réel des formes d’onde ECG, rendant les données accessibles pour une analyse immédiate.

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2. Méthodologie
Le système utilise le module de capteur ECG AD8232 pour lire les signaux analogiques provenant des électrodes ECG. Les électrodes sont placées sur la peau pour capturer l’activité électrique du cœur. Les composants principaux comprennent :

• Module AD8232 : Un circuit de conditionnement de signal intégré à faible consommation pour les applications ECG.
• Électrodes : Placées sur le poignet et la cheville pour mesurer l’activité électrique du cœur.
• Carte Arduino : Traite les signaux capturés par le module AD8232.
• Affichage OLED : Visualise les formes d’onde ECG traitées en temps réel.

Code :

#include <Adafruit_SSD1306.h>
#define OLED_Address 0x3C // 0x3C device address of I2C OLED. Few other OLED has 0x3D
Adafruit_SSD1306 oled(128, 64); // create our screen object setting resolution to 128x64
int a=0;
int lasta=0;
int lastb=0;
int LastTime=0;
int ThisTime;
 
void setup() {
  // initialize the serial communication:
  Serial.begin(9600);
  pinMode(10, INPUT); // Setup for leads off detection LO +
  pinMode(11, INPUT); // Setup for leads off detection LO -
  oled.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, OLED_Address);
  oled.clearDisplay();
  oled.setTextSize(2);

}

void loop() {
  
  if((digitalRead(10) == 1)||(digitalRead(11) == 1)){
    Serial.println('!');
  }
  else{
    if(a>127)
{
oled.clearDisplay();
a=0;
lasta=a;
}
 
ThisTime=millis();
int value=analogRead(A0);
oled.setTextColor(WHITE);
int b=60-(value/16);
oled.writeLine(lasta,lastb,a,b,WHITE);
lastb=b;
lasta=a;
    // send the value of analog input 0:
Serial.println(analogRead(A0));
  }
  oled.display();
a++;
  //Wait for a bit to keep serial data from saturating
  delay(50);
}

Le flux de travail implique :

1. Acquisition du Signal : L’Arduino lit les valeurs analogiques à partir du module AD8232 en utilisant la fonction analogRead.
2. Traitement du Signal : Le signal capturé est lissé et filtré pour réduire le bruit. Un filtre de moyenne mobile est appliqué pour améliorer la stabilité du signal.
3. Affichage : Le signal traité est affiché sur l’écran OLED et transmis au traceur série pour une analyse plus approfondie.

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3. Résultats
Le système a été testé dans diverses conditions pour évaluer ses performances. Les résultats ont montré des lectures ECG stables avec une interférence de bruit minimale. Les valeurs ont fluctué entre 0 et 1023, reflétant l’activité électrique du cœur. Les sorties graphiques ont démontré des motifs de forme d’onde reconnaissables, cohérents avec des battements cardiaques normaux.

• Stabilité du Signal : Le filtre de moyenne mobile a efficacement réduit le bruit, résultant en des affichages de forme d’onde plus clairs.
• Surveillance en Temps Réel : L’affichage OLED a fourni un retour immédiat, facilitant l’observation de l’activité cardiaque.

Les performances du système indiquent qu’il peut être utilisé pour une surveillance ECG de base, mais d’autres optimisations sont nécessaires pour des applications cliniques.

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4. Conclusion
Le système de surveillance ECG développé utilisant le module AD8232 est un outil efficace pour la surveillance de l’activité cardiaque en temps réel, démontrant un potentiel d’intégration dans des applications de télémédecine. Les améliorations futures pourraient inclure une connectivité sans fil pour la surveillance à distance, une intégration avec des appareils mobiles, et des algorithmes de filtrage améliorés pour une meilleure clarté du signal.

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