Sensores biométricos

Sensor para o OCG

Um sensor OCG (Nota 1), para ser aplicado em um dedo pode fornecer mais informações que normalmente que. Além do ritmo cardíaco podem ser observado arritmias e classificá-las nos principais tipos. Você também pode ver os efeitos da baixa pressão sobre a amplitude do sinal e nem periódicas variações na frequência cardíaca causada pela respiração.

(Nota 1) O nome exato para a deteção de óptica seria "fotopletismografia" mas é difícil de lembrar e até mesmo mal composta. Uma vez que variações ópticas são detectadas em vez de elétrico, o equivalente de "Electro" não é "PhotoPlethysmo", mas "Óptica" e de agora em diante chamaremos OCG.

Arritmias são muito frequentes, por exemplo o “Contrações ventriculares prematuras” ocorrem na maioria das pessoas em diversas ocasiões (mais informações aqui). Na maioria dos casos você não tem que se preocupar e não é recomendadas terapias, Mas não custa nada para dar tantas vezes quantas você tem sensações estranhas. O método que propomos com este sensor e aplicação Theremino ECG é o mais adequado para verificações frequentes fazer em casa.

Arritmias, muitas vezes, causar nenhum sintoma. Mas você pode sentir uma sensação estranha no meu peito, tais como:

Palpitações
Peso no peito
Coração sangrando (muitas vezes descrita pelos pacientes)
Maior consciência do seu batimento cardíaco
Falta de sensação de batimento cardíaco

Muitos de nós tiveram essas sensações e dificilmente alguém ia para fazer um eletrocardiograma para verificar. Para fazer um ECG, você deve se registrar, Leva horas e é quase certo que, em curto espaço de tempo do exame, você irá observar eventos significativos. A lei de Murphy diz que sim, mas também é devido ao fato de que um ECG é feito em horas, ambientes e estados mentais que não sejam os que podem causar arritmias.

Em vez disso, com esta ferramenta você pode fazer testes de fácil e rápido. Não servem os eléctrodos, pasta condutora, Band-Aids e álcool, apenas o dedo indicador e alguns segundos de tempo. Se aparece algo estranho vai fazer as conclusões. Mas vocês estarão seguros e você terá algo concreto, Não apenas palavras e sentimentos. Quando você vai pelo seu médico e cardiologista, Ele irá mostrar as impressões de papel de caminhos que contêm arritmias. Ou tome o comprimido e deixá-lo slide no tempo gravado um gráfico. Alguns médicos podem rejeitar esta informação, porque eles não vêm de investigações oficiais, Neste caso mudar de médico. Não ponha sua vida nas mãos de pessoas tão burros de não reconhecer dados úteis quando eles veem-los.

Não escreva aqui as frases habituais: “não confiar em si mesmo”, “confiança a medicina oficial”, na verdade, nós encorajamos você a mudar sua atitude em relação à medicina e não para delegar a outros a saúde e a vida. Claro, alguém esta frase não vai agradar, Mas não importa. Uma parte importante da cultura são quem dizem respeito à sua saúde e ajudar a propagar ideias que mantenham todos ignorantes exceto médicos. Portanto, recomendamos que você estuda., compreender e aprender tudo que puder sobre o funcionamento do seu corpo para que o humor dele e evitar o que dói.

No entanto, existem perigos, Não estamos sugerindo que você tomar medicamentos, Estamos apenas pedindo e tentando aprender mais sobre nós mesmos. Estudando o DIY pode cometer erros? Sim, Mas até os médicos fazem-los de qualquer forma, e nada pode ser pior do que a ignorância.

Construção do sensor

Construção do módulo amplificador

Ligações

Documentação

Instruções para os detalhes de construção e operação
Theremino_Pulsometer_ITA.pdf
Theremino_Pulsometer_ENG.pdf

Baixar

Projetos Eagle com padrões, imagens 3D e simulações Spice
PulsoSensor_V2.zip
Pulsometer_V6.zip

Uma boa alternativa para aqueles que têm dificuldade em construir o sensor

Você pode comprar MAX30102 e sensores MAX30105. Eles são encontrados no eBay para alguns euros já instalados nas plaquetas confortáveis.

MAX30105 Sparkfun MAX30102 chinese

Estes sensores devem ser ligados com quatro fios que transportam dados em série tipo I2C. Então, ao invés de um mestre Vamos conectar a um Arduino Nano, como explicado nesta página e em particular no arquivo “Reading_I2C_Sensors”.

Estes sensores podem ser montados sobre uma placa de orifícios-mil, no mesmo tubo de esponja de isolamento para os tubos de aquecimento, como explicado na documentação “Theremino_Pulsometer”. A única diferença é que você deve usar quatro fios, então você pode usar uma tomada para ligar. Portanto, é aconselhável soldar os fios diretamente para o Arduino Nano, que é pequeno e pode caber na extensão traseira da mesma matriz placa segurando o sensor.

Sensores comerciais

Quem tem tempo e equipamento pode adquirir o sensor no eBay ou Amazon. Existem diferentes modelos, Alguns vão tão mal quanto a ser totalmente inútil, outros trabalham tão pouco confiável, na prática, é o único que é bom o suficiente para ser usada, Chama-se "Pulso fácil".

Pequenos sensores

Estas permitem-lhes Miss. Alguns têm escrito sobre a Internet que a melhor usa para que eles podem fazer é remover e recuperar componentes para outros usos.

Há também outros com aparência semelhante e com emissor e sensor de reunidos, esquecê-los também. A apenas com o sensor eo emissor do mesmo lado que funciona um pouco’ É a pulsesensor.com você vê na imagem seguinte.

pulsesensor.com

Isso só funciona com pessoas que têm pressão arterial baixa, apenas com o dedo indicador e somente se você colocá-lo com precisão e não fazer muita pressão sobre a ponta do dedo.

Segurar o dedo trava sem muita pressão é difícil para que os gráficos são sempre balançando (com a linha de base não é horizontal).

EasyPulse

Este é o único recomendado, uma boa escolha para quem quer comprar um aparelho completo e pronta para uso, Mas tem algumas falhas.

A primeira falha é o cabo não blindado. Para ver é um dourado bonito blindado cabo da tomada, mas na realidade se você abri-lo lá é apenas os fios internos e revestimento plástico, mas nada de metal trançado.

Módulo amplificador de EasyPulse

A segunda falha é o custo, Sem essa 10 AI 15 Euro para sensor único e mais do que o dobro para o sistema completo do módulo sensor e amplificador.

O módulo amplificador funciona bem, mas sua largura de banda foi apertada especialmente apenas 3 Hz para remover interferências na frequência (50 ou 60 Hz) produtos de cabo não blindado.

Por causa da largura de banda estreita de pulsos são arredondados e detalhes de alta frequência são perdidos.

Pesquisa de arritmia a forma de pulso não importa e, portanto, este sensor pode ser bom. No entanto, não se importa perder detalhes de forma de onda que podem vir a ser útil no futuro para fazer pesquisas. Por exemplo, há estudos que mostram que você pode medir a elasticidade das artérias através da forma de pulso, por exemplo, esta. Mas para estas medidas, a largura de banda deve ser pelo menos 15 ou 20 Hz, caso contrário, os pulsos também são arredondados.

Uma última falha menor deste sensor é que a amplitude dos pulsos depende da quantidade de luz que passa através do dedo. Por que as pessoas com pouco de pele transparente, calejada com os dedos ou com verniz para as unhas terão um sinal de baixo. Não é um defeito grave, Só um inconveniente., simplesmente, torcer um pouco’ O aparador e o sensor vão funcionar com todas as pessoas.

No sensor, estudamos este problema tem sido minimizado iluminando seu dedo de frente em vez de acima e alimentando o fototransistor com um resistor de 470 k em vez disso que 10 k. Com um alto valor resistor quando há luz o transistor vai para a saturação e compensa automaticamente o sinal de maior. Essas duas diferenças fazem o mais estável e quase independente da pessoa, pela cor da pele e você usar o dedo.

Conecte o sensor EasyPulse ao mestre módulo

EasyPulse a Theremino_Master conexões

Para conectar os EasyPulse sensores para o nosso sistema você deve usar um cabo Dupont três fios ligado ao GND, AO e VCC.

O cabo é então ligado ao Mestre com o nosso formulário:

GND collegato um GND
AO conectado a uma escolha Sinal Pino
Ligado a VCC 3.3 volts

Clique na imagem para ampliar.

O software

O sensor EasyPulse pode ser usado com o software que você baixar a partir de Esta página. A sua aplicação não vê nada até que os dados são enviados através do serial virtual. Para enviar dados você deve instalar e usar um processamento de aplicativos. Então você também deve programar um Arduino com um esboço especial. Portanto, não poderia prová-lo, mas na próxima seção, há vídeos que vêem.

Alternativamente, você pode usar os EasyPulse sensor com a nossa aplicação Theremino_ECG, tentámos e ele funciona muito bem.

Nossa aplicação e os do Arduino

Devido à enorme popularidade do Arduino muitos fazem confusão e descartar a priori nosso sistema simplesmente porque ele termina com “INO”.

Portanto, temos de aproveitar todas as oportunidades para mostrar o que as diferenças. Comparar a aplicação Theremino_ECG com aplicações para Arduino.

Vídeo do youtube – A aplicação Theremino ECG

Arduino é um micro-controlador programável, enquanto o nosso sistema é em grande parte composta de software rodando em um PC. Arduino poderia trabalhar só com uma pequena tela, mas na prática para alimentar e ver os dados que acabam por se conectar a um PC.

Mas desde Arduino nasceu para ser capaz de fazer sem o seu hardware PC é mais complexa e se conectar com o software no PC é mais difícil. Além de executar o software que você precisa instalar Processing, Java ou Python e os resultados finais são consideravelmente menos fluido devido à maneira como a conexão serial virtual e a eficiência dessas línguas pobres.

A saturação de oxigênio

Também avaliamos se deseja adicionar a medida da saturação e decidimos concentrar apenas na pesquisa de arritmias. As razões para esta decisão são:

Há oxímetros de dedo confortáveis e baratos. Eles estão no eBay ou Amazon por menos de nove euros com o transporte da Europa (postagem e pilhas incluídas no preço).
Medir a saturação pode ser útil apenas em caso de doenças graves. saturação normalmente está sempre no lugar e quando foi foi já ciente de por que.
O circuito seria complexo. Levaria particulares componentes e configurações que tornam impossível a auto-construção. Na ausência destas precauções precisão que se tornaria tão baixo para fazer as medidas totalmente inútil.
Mas o que nos convenceu a mais é a pouca precisão de bitolas comerciais. O parágrafo seguinte fala de suas características.

Precisão de oxímetros de pulso comercial

Mesmo o melhor comercial Oximetro estadual no características próprias de uma precisão de +/- 2% nas melhores condições e +/- 3% Quando o sinal é baixo ou o paciente move.

As leituras são ainda menos preciso se:
– Você tem as mãos frias;
– Você tem problemas de circulação;
– Você tem esmaltes, ou unhas artificiais;
– Quando os níveis de saturação do sangue são muito baixos;
– Quando você começa um pouco de pele transparente, escuros ou grossos ou calejados dedos;
– Se o sensor for muito largo ou muito estreito;
– Se o paciente tem assustador ou sofrem de convulsões recorrentes ou tremor;
– Se o paciente está sofrendo de hiperventilação;
– Se a temperatura ambiente for particularmente elevado ou baixo.

E você começa graves erros sistemáticos nos seguintes casos:
– Um fluxo sanguíneo inadequado pode ser lido elevados níveis de saturação de oxigénio mesmo se o paciente está a ter um caso de hipoxia;
– Altos níveis de níveis de meta-hemoglobina causar leituras perto do 85%, independentemente da saturação de oxigénio no sangue real.

Portanto, em alguns casos, erros podem exceder +/- 5%. Por exemplo, se a medida real foi o 95% você pode ler valores 90% (hipóxia grave) até 100 % (hiperventilação).

A tabela a seguir mostra o que significa uma imprecisão de medição variando de 90% no 100%

O valor da 100% É um sintoma de hiperventilação;
entre 96% e o 99% O2 são considerados valores normais;
entre 95% e o 93% são indicativos de uma ausência parcial de oxigénio (hipóxia leve);
entre 92% e o 90% Eles são indicativos de oxigenação insuficiente;
valores abaixo de 90% indicam uma grave deficiência de oxigênio (hipóxia grave).

A imagem seguinte é feita a partir de um estudo em profundidade em um grande número de casos e mostra o elevado grau de variabilidade das medições realizadas com oxímetros aplicada sobre um dedo.

A documentação original, que também explica como medir a saturação com técnicas precisas mas invasivos, você baixar a partir desta página.

sensor de ECG

Este é um eletrocardiograma (primeiro ramo) obtido com um módulo AD8232 (alguns euros no eBay) ligada directamente a uma entrada do módulo mestre Adc16 Theremino.

Agradecimentos especiais ao Louis PhysicsOpenLab que nos deu este formulário e fez as primeiras experiências, inicialmente com o Adc24 e depois, simplificando, Ele conseguiu alcançar excelentes resultados, mesmo com apenas o Mestre.

O AD8232 contém um módulo de chip “Analog Devices” especificamente, projetado para eletrocardiógrafos, e também permite limpar faixas em ambientes eletricamente ruidosos.

A aplicação Theremino SignalScope, originalmente concebido como um osciloscópio ou data logger é perfeito para armazenar e exibir o ECG. Você pode gravar dados para um tempo muito longo, até mesmo horas ou dias. E então você pode rolar para trás no tempo e muito ampliar, até ver as amostras ADC individuais e detalhes de alguns milissegundos.

O SignalScope também tem dois cursores para medir os tempos de voltagens e frequências.

O download do aplicativo SignalScope a partir desta página.

Para configurar as entradas de Mestre e, em seguida, lê-los durante a operação você também deve baixar o aplicativo HAL a partir desta página.

Lembre-se que quando você se comunica via USB aplicação HAL deve estar sempre ativa, talvez minimizado, mas ativa. Leitura nesta página como criar pastas “portátil” e abrir e fechar o HAL e SignalScope com apenas um clique, sem ter que procurar e clicar em um por um.

Colocar os eléctrodos

Não há necessidade de conectar o terceiro eletrodo na perna direita como está escrito em outras publicações. Você obtém os mesmos resultados, colocando-o perto do eletrodo “L”.

A localização dos eletrodos que é visto nesta imagem (chamada “primeiro ramo”) Ele é aquele que fornece o ruído mais forte e menos.

Os eletrodos têm um botão de metal para conectá-los aos conectores. Antes de aplicar os eletrodos para a pele é importante limpá-lo com álcool, caso contrário, permanece uma película de óleo que é um isolante.

Se os eléctrodos não fazem um bom contacto, em seguida, a linha de base do grico não permanece estacionária e gira para cima e para baixo com a respiração e, ao menor movimento do paciente. Por isso, é importante seguir o seguinte procedimento:

1) Eles envolver o "Pussoir".
2) Ela limpa a pele com cool.
3) Ela tira a proteção e colando posicionando-os como uma imagem

Importante seguir a seqüência e ajustar o "Pussoir" antes de colar os eletrodos, caso contrário, então você pressionar muito duro com a pele.

Ligações entre o módulo AD8232 eo Módulo Mestre

Para se conectar você pode usar um fio feminino feminino Dupont, por três ou cinco fios.

Não é necessário conectar os sinais LO- e LO +
Conectando você poderia ter também a informação que os dois eletrodos são aplicados no paciente.
Para conectá-los você usaria um fio feminino feminino Dupont, cinco fios e iria ligar para as entradas de sinal de Pin 2 e 3, como na seguinte tabela:

LO- ---> SIG Pin2 LO+ ---> SIG PIN3

configuração de entrada

Para definir as entradas do módulo principal utilizando a aplicação HAL.

=====================================================================================================================================================================================================================================================================================================================================. velocidade = 10, 11 ou 12

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Definir Pin 1
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PinType = Velocidade de resposta Adc16 = 100 
botão de velocidade de resposta não for pressionado

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Definir Pin 2
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PinType = Velocidade de resposta digin = 100 
botão de velocidade de resposta não for pressionado

--------------------------------------
Definir Pin 3
--------------------------------------
PinType = Velocidade de resposta digin = 100 
botão de velocidade de resposta não for pressionado

Outros sensores biométricos

Por agora tudo (bocado) seu material é no Blog: https://www.theremino.com/blog/biometry