Arduinoベースの心電図・呼吸モニタリングシステムを構築する

必要な部品と材料

ProtoCentral Electronics ADS1292R ECG/呼吸シールド for Arduino v2	×1
Arduino UNO	×1

ECG呼吸シールドは、医療機器を新たなレベルへと引き上げます。心臓の電気的活動を監視する複雑なシステムが、携帯性に優れ、シンプルで効率的なECGモニタリングシステムへと進化しました。このプロジェクトでは、ECGシールドをArduinoと共に使用する方法を紹介します。

ECG/呼吸シールドをArduinoの上にスタックするだけで接続できます。このシールドはSPIインターフェースを使用してArduinoと通信します。ICSPヘッダーを備え、新しいArduinoバリエーション（Yun、Dueなど）でのSPI通信にも対応しています。

ADS1292Rシールドと通信するために必要な関数を含むArduinoライブラリをインストールします。以下の手順に従ってください。

ライブラリファイルをこちらからダウンロードします。
アーカイブを解凍すると「ads1292r_shield」フォルダが現れます。これをArduino IDEのlibrariesフォルダにコピーします。OSによってはArduino IDEのフォルダ内、またはドキュメントフォルダ内にあります。詳細は公式ガイドを参照してください。

従来のBrainBayおよびXivelyのサンプルを使用する場合はこちらを参照してください。

Processingは2001年から存在するデータ可視化ソフトウェアで、アーティストや科学者に広く利用されています。Javaベースのオープンソースコーディングフレームワークであり、Arduino環境に慣れている方なら学習コストはほとんどありません。

注意: ECG可視化コードはProcessing IDEバージョン2.2.1でのみ動作確認済みです。

以下のリンクからProcessing IDE 2.2.1をダウンロードし、OSに合わせてインストールしてください。

GitHubから必要なファイルとディレクトリをダウンロードまたはクローンします。
解凍すると「ads1292r_shield」フォルダが作成され、可視化コードが含まれます。
Processingのスケッチブックディレクトリを確認します（インストール時に自動作成）。パスはOSにより異なります：
- Windows: C:/My Documents/Processing
- Mac: /Users/ユーザー名/Documents/Processing
- Linux: /Home/ユーザー名/sketchbook/
このディレクトリはWindows/Macでは「Processing」、Linuxでは「Sketchbook」と呼ばれます。存在しない場合は「libraries」サブディレクトリを作成してください。
ADS1292rShield_BreakoutProcessingces_view_ecgフォルダの内容をProcessingスケッチブックディレクトリにコピー/移動します。
ADS1292rShield_BreakoutProcessinglibraries内のcontrolP5とgwopticsフォルダを、Processingスケッチブックのlibrariesディレクトリにコピーします。

これでADS1292Rシールドからの最初のECG読み取りを可視化する準備が整いました。

Processing IDEが開いていた場合は一度閉じて再起動し、ライブラリとスケッチをリフレッシュしてください（開いたままでは更新されません）。
ces_view_ecgディレクトリ内の任意の.pdeファイルをダブルクリックし、全ECGコードをProcessing IDEで開きます。
左上の「実行」ボタンをクリックしてコードを実行します。動作しない場合は、ライブラリのインストールとProcessingバージョン2.2.1の使用を確認してください。
GUIが起動したら、「SELECT PORT」ドロップダウンからECG接続ポートを選択します。
ポート選択が正しければ「START」ボタンが有効になります。クリックして可視化を開始します。
ADS1292Rシールドブレークアウトボードから取得した値でECG波形が生成されます。