Easy Pulse

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Sensor Easy Pulse V1.0

El sensor Easy Pulse está diseñado para aplicaciones de hobby y educativas, para ilustrar el principio de la fotopletismografía (PPG) como una técnica óptica no invasiva para detectar la onda de pulso cardio-vascular en la punta de un dedo. Utiliza una fuente de luz infrarroja para iluminar el dedo en un lado, y un fotodetector situado en el otro lado mide las pequeñas variaciones en la intensidad de la luz transmitida. Las variaciones en la señal del fotodetector están relacionadas con cambios en el volumen de sangre dentro del tejido. La señal es filtrada y amplificada para obtener una forma de onda PPG comoda y limpia, que es síncrona con el latido del corazón.

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El sensor Easy Pulse se basa en el principio de la fotopletismografía (PPG), que es un método no invasivo para medir la variación del volumen sanguíneo en los tejidos usando una fuente de luz y un detector. Dado que el cambio en el volumen sanguíneo es síncrono al latido del corazón, esta técnica puede usarse para calcular la frecuencia cardíaca. Transmitancia y reflectancia son dos tipos básicos de fotopletismografía. Para la transmitancia PPG, se emite una fuente de luz al tejido y se coloca un detector de luz en el lado opuesto del tejido para medir la luz resultante. Debido a la profundidad de penetración limitada de la luz a través del tejido de órganos, la transmitancia PPG es aplicable a una parte de cuerpo restringida, tal como el dedo o el lóbulo de la oreja. Sin embargo, en la reflectancia PPG, la fuente de luz y el detector de luz están situados ambos en el mismo lado de una parte del cuerpo. La luz es emitida en el tejido y la luz reflejada es medida por el detector. Como la luz no tiene que penetrar el cuerpo, la reflectancia PPG se puede aplicar a cualquier parte del cuerpo humano. En cualquier caso, la luz detectada reflejada o transmitida a través de la parte del cuerpo fluctúa de acuerdo con el flujo sanguíneo pulsátil causado por el latido del corazón.

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La aplicación para PC lee primero 600 muestras consecutivas enviadas por Arduino. Dado que la tasa de muestreo fue de 5 ms, se tarda 3 segundos para leer las 600 muestras. El componente DC (mínimos de 600 muestras) se sustrae de las muestras. A continuación, se calcula el rango de las muestras. Si el intervalo es inferior a 50 cuentas, la forma de onda PPG recibida es muy débil, y se considera que es un ruido. Esto puede suceder cuando no se detecta ninguna señal PPG a través de la yema del dedo (el sensor está defectuoso o desconectado) o la ganancia del amplificador en la tarjeta Easy Pulse está muy baja. La ganancia se puede aumentar a través del potenciómetro P1 en la tarjeta Easy Pulse.

Si el rango de muestras ADC es mayor que 50, se considera como una señal PPG válida y se muestra en la pantalla de la PC. Las muestras se escalan a 1-1023 para el balanceo completo de la pantalla. A continuación, se aplica un filtro de media móvil de 21 puntos para eliminar los componentes innecesarios de alta frecuencia (normalmente ruido) en la señal PPG. Las muestras resultantes se trazan contra el tiempo para obtener una forma de onda PPG limpia y suave. Tenga en cuenta que perdemos 10 muestras al principio y 10 muestras al final mientras aplicamos el filtro de media móvil.

La señal de PPG consiste en un componente de CC grande, que se atribuye al volumen de sangre total del tejido examinado, y un componente pulsátil (AC), que es sincrónico a la acción de bombeo del corazón. El componente AC, que lleva información vital incluyendo la frecuencia cardíaca, es mucho más pequeño en magnitud que el componente DC. Una forma de onda PPG típica se muestra en la siguiente figura (no a escala).

Forma de onda PPG W.png


Easy Pulse Versión 1.1, que tiene algunas mejoras sobre el diseño original. La nueva versión proporciona tanto la forma de onda PPG analógica como la señal de pulso digital como salidas separadas.