Программа Сервисный Центр
0

Простой пульсоксиметр для носимых мониторов


, сентябрь 2014

Martin Jagelka, Martin Daricek, Martin Donoval

EDN

Непрерывный мониторинг сердечной деятельности позволяет измерять вариабельность сердечного ритма – одного из основных показателей здоровья сердца и других заболеваний.

В статье предлагается новая конструкция пульсоксиметра, отличающаяся простотой и функциональностью. Устройство может использоваться в качестве автономного прибора, способного контролировать частоту сердечных сокращений и насыщение крови кислородом.

Главными элементами изображенной на Рисунке 1 схемы являются ультраяркий красный светодиод KA-3528SURC, инфракрасный светодиод VSMB3940X01-GS08 и фотодиод VBP104SR, имеющий одинаковую чувствительность к излучению обеих длин волн.

Простой пульсоксиметр для носимых мониторов
Рисунок 1.Принципиальная схема пульсоксиметра.

Система основана на операционном усилителе (ОУ) LT6003, использованном в нескольких каскадах схемы. IC1 служит трансимпедансным усилителем, преобразующий генерируемый фотодиодом ток в напряжение. Этот каскад отличается очень большим усилением, что позволяет снимать датчиком показания практически с любой части тела. ОУ IC2 включен инвертирующим усилителем с коэффициентом передачи 30.

Инвертирующий вход компаратора IC4 соединен с выходом пикового детектора, изменяющего входной сигнал. Элементы IC3, D1 и C6 служат для детектирования и временного запоминания уровня максимального напряжения сигнала. Резисторы R7 и R10 предназначены для разряда конденсатора C6. Эта цепь необходима для формирования опорного напряжения, позволяющего обнаруживать даже слабые импульсы, обусловленные случайными изменениями положения датчика на теле.

В схему включены один фильтр верхних частот (ФВЧ) и два фильтра нижних частот (ФНЧ), предназначенные для фильтрации нежелательных артефактов, обусловленных внешней засветкой или мерцаниями сигнала. ФВЧ и первый ФНЧ настроены на частоты 0.86 Гц и 159 кГц, соответственно. Оставшиеся выводы фильтров подключены не к «земле», а к опорному напряжению 1 В, чтобы уменьшить смещение измеряемого сигнала для дальнейшей обработки. Источник опорного напряжения состоит из микросхемы LM4040 и делителя напряжения R15, R16. После микросхемы IC2 сигнал проходит через второй ФНЧ с частотой среза 5.9 Гц, фильтрующий оставшиеся помехи.

Простой пульсоксиметр для носимых мониторов
Простой пульсоксиметр для носимых мониторов
Рисунок 2.Временные диаграммы напряжений в
точках COMP (Канал 1) и Pulse (Канал 2).
Рисунок 3.Форма сигнала в узле OUT.

В статье ничего не сказано о процедуре определения пульса, которая может быть реализована с помощью микроконтроллера или АЦП. Микроконтроллер необходим для управления светодиодами, измерения сигнала и пересчета результатов измерений в концентрацию кислорода. Вычислить содержание кислорода в крови можно даже при использовании полосового фильтра. Для этого включается красный светодиод, и сигнал измеряется с помощью АЦП. После двух-трех импульсов точно на такое же время, как и красный, включается инфракрасный светодиод. Микроконтроллер использует соотношение

 

Простой пульсоксиметр для носимых мониторов

где

VR – пиковое значение измеренного сигнала красного светодиода,
VIR – пиковое значение измеренного сигнала инфракрасного светодиода,
S – уровень оксигенации в калибровочной таблице.

Разработка этого прибора поддерживалась Словацким агентством исследований и развития в рамках контрактов APVV-0865-11, APVV-0819-12 и VEGA 1/1177/12.

Приложение

Демонстрационное видео

Хотите получать уведомления о выходе новых материалов на сайте?
Подпишитесь на рассылку!

LT6003 на РадиоЛоцман.Цены1.6V, 1??A Precision Rail-to-Rail Input and Output Op Amps
ПоставщикПроизводительНаименованиеЦена
ЭлитанLinear TechnologyLT6003CS574,40 руб.
TradeElectronicsLinear TechnologyLT6003CS5#PBFпо запросу
ЭлектроПластLinear TechnologyLT6003HDC#TRMPBFпо запросу
МосЧипLT6003Mпо запросу
ПолигонLinear TechnologyLT6003IS5#PBF LINEAR TECHNOLOGYпо запросу
Все 8 предложений от 8 поставщиков »
Цены»Микросхемы
 
 
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
 
Обратная связь

Наши партнеры

 

Опросы

Есть ли справедливость в жизни?
Конечно есть, уверен!
Вроде как должна быть, но...
Затрудняюсь ответить...
Какая справедливость? О чем Вы?
Эх.., нет правды на свете!

 

Облако тегов

Требуется для просмотраFlash Player 9 или выше.

Показать все теги
 

Календарь публикаций

«    Декабрь 2016    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
 

Архив новостей

Декабрь 2016 (15)
Ноябрь 2016 (42)
Октябрь 2016 (34)
Сентябрь 2016 (38)
Август 2016 (34)
Июль 2016 (36)
 
Наверх Сервисные мануалы Даташиты Ремонт LCD, ЖК телевизоров LG Samsung Скрипт программы "Сервисный центр"