Südame löögisageduse andur. Jälgige oma seisundit igal ajal: südametegevuse ja rütmi monitorid

Sellest artiklist saate teada mitmetest üksikasjadest, millele peate fotopletüsmograafi andurite kavandamisel tähelepanu pöörama.

Sissejuhatus

Eelmises artiklis tutvusite pulsikella mõõtva anduri disainiga. Täna jagan mõningaid arendusi, millest võib kasu olla pletüsmograafi elementaarbaasi valikul ja selle arendamisel elektriskeem. Need aitavad parandada kasuliku signaali kvaliteeti, mida mõjutavad peamiselt järgmised tegurid:
  • artefaktide puudumine;
  • väljendunud pulsilaine olemasolu registreerimispunktis;
  • sensoorse elemendi disain.
Artefakt on signaali kuju muutus, mis ei ole seotud kasuliku komponendiga, kuid on spektri ja amplituudiga sarnane.

Artefaktide allikaid on mitu:

  • fotopletüsmograafi kasutava inimese liigutused loomuliku või kunstliku valgusallika suhtes, näiteks päikesevarju liikumine sportimise ajal;
  • valgusallika liikumine inimese suhtes või selle allika heleduse muutus. Näiteks värelevad luminofoorlambid;
  • impulsiga mitteseotud kehaosade liigutused, mis põhjustavad fotopletüsmograafi või kehapunktide liigutusi tundliku elemendi paigaldamise kohas. Näiteks küünarvarre luude liigutused, mis tekivad sõrmede liigutamisel, pealuude liigutused, mis on seotud kõne ja miimikaga.
Pulsi mõõtmise kvaliteet sõltub lisaks artefaktidele ka pulsilaine raskusastmest. Samal inimesel võib pulss olla väga hea ja väga halb. Näiteks kolmetunnise arvutipsühhofüsioloogilise testi käigus jälgisin mitmeid kordi pulsisageduse muutusi. Pulsogramm mõõdeti kõrvapulgast. Signaal halvenes aja jooksul. See võib juhtuda üsna kiiresti – poole tunniga ja on arvatavasti tingitud sellest, et kõrvaklamber halvendab verevoolu, aga ka katsealuse sunnitud liikumatust.

Sarnast olukorda täheldatakse ka pulsi mõõtmisel sõrme falangist. Toatemperatuuri muutus või inimese kehahoiaku kerge muutus ja sellest tulenev salvestuspunkti nihkumine väikese vahemaa võrra võib viia signaali taseme languseni või isegi selle kadumiseni.

Templist pulsi mõõtmisel muutub signaalide puudumise probleem teravamaks. Templi pindala on suurem kui sõrme pindala, on raskem leida kohta, kus pulss paremini avaldub, ja kasutaja paneb anduri valesti.

Mitmekanalilised sensorelemendid

Kirjeldatud probleemi lahendamiseks saab rakendada tehnoloogias levinud põhimõtet - dubleerimist, mis antud juhul eeldab anduri kasutamist mitme tundlikud elemendid. Skemaatiline diagramm, mis seda ideed rakendab, on näidatud järgmisel joonisel.

Ma näen lugejate skeptilisi mõtteid paralleelselt ühendatud LED-ide kohta. Palun ärge otsustage rangelt, kuna see on prototüüp, mida poleks tohtinud pikka aega kasutada.

Valgusdioodid ja fototransistorid on trükkplaadil paarikaupa paigutatud. Tahvli suurus on valitud nii, et see kataks kogu templi ala, see võimaldab signaali võimendamise ja filtreerimise ahelat sinna paigutada. Tahvel võib sisaldada auke lindile kinnitamiseks. VälimusÜheksa tundliku elemendiga andur on näidatud järgmisel joonisel.

Sarnast lahendust saab kasutada ka südame löögisageduse mõõtmiseks sõrmelt või randmelt. Allpool on diagramm andurist, mis koosneb neljast fototransistorist ja ühest LED-ist.

Fototransistoride emitterid ei pruugi olla ühendatud ja seejärel mõõdetakse neist igaühe signaale iseseisvalt, sel juhul on vaja spetsiaalset mitme kanaliga mõõteseadet. Mitme kanaliga täitmine võib olla kasulik ka artefaktide kõrvaldamiseks. Kui artefakt esineb ainult ühe fotoelemendi piirkonnas, siis see salvestatakse ja seda ei võeta mõõtmise üldpildis arvesse. Sellise skeemi kasutamine ei ole aga alati mugav, kuna see toob kaasa suuruse suurenemise. Hoopis teine ​​asi on, kui valgustundlikke elemente paralleelselt ühendada. Sel juhul on vaja ainult ühte mõõtekanalit. Järgmisel joonisel on kujutatud sellise anduri prototüüpi. See töötab "peegelduse" skeemi järgi. LED asub keskel ja fototransistorid asuvad servades. Andurit saab kasutada pulsi lainekuju salvestamiseks sõrme või randme falanksist. Trükkplaat on paigutatud nii, et oleks võimalik ühendada fototransistore mitme kanaliga või ühe kanaliga.

Ühendamine

Fotoelementide paremaks fikseerimiseks võib trükkplaadi pinna täita seguga. Täitmiseks valmistatakse spetsiaalne vorm, mida näed ka pildil. Et vältida ühendi kleepumist vormi külge, on parem teha see fluoroplastist. Kui vorm on valmistatud muust materjalist, näiteks metallist, siis enne segu valamist tuleks see määrida spetsiaalse seguga. Kui seda koostist pole, sobib tavaline vaseliin. Samuti peaksite olema segu valimisel ettevaatlik, kuna valesti valitud koostis võib kõvenemise ajal elemente deformeerida.

Lisaks fikseerimisele toimib ühend valgusfiltrina. Selleks sobivad värvainetega epoksüühendid. Näiteks võib kasutada Peterburi Riikliku Tehnikainstituudi toodetud ühendit Epoxycon.

Ühendite alternatiiviks võivad olla tahked filtrid. Need sobivad tihedalt trükkplaadile ning LED-ide ja fototransistoride jaoks tehakse sooned freesi või laseriga. Järgmisel joonisel on kujutatud andurit, mille elemendid on kaetud freesplaadiga.

Valgusfiltri olemasolu võimaldab minimeerida väliste valgusallikate tekitatud artefakte. Järgmisel pildil on kujutatud optilisi ühendeid enne ja pärast kõvenemist.

Fototransistoride ja LED-ide valimise omadused

Pulsilaine salvestamiseks kasutatakse valgustundlikke elemente - fotodioode või fototransistore. See artikkel käsitleb ainult fototransistore. Sest sel suunal tegutsema asudes oli mul käepärast juba mitukümmend erinevat transistorandurit (klambrid, pesulõksud ja näpuotsad) ning hästi välja töötatud skeemilahendused. Dioodide kasutamine pole halvem ja seda kasutatakse laialdaselt erinevates rakendustes, näiteks Nellcori standardi tavalistes meditsiinilistes andurites.

Fototransistoride ja LED-ide valimisel peaksite kõigepealt pöörama tähelepanu järgmistele omadustele:

  • lainepikkus (maksimaalne spektraalkarakteristik) [nm];
  • LED-ide poolheleduse nurk ja fototransistoride kattenurk [°];
  • valgusdioodide kiirgusintensiivsus [mW/sr] ja fototransistoride tundlikkus [mA/(mW/cm2)];
  • fototransistori ja LED-i nimivool [mA];
  • fototransistori tumevool [mA];
  • korpusesse sisseehitatud läätsede ja filtrite olemasolu.

Pulsi mõõtmiseks sobivad kõige paremini need lainepikkused, mida veri neelab kõige tugevamalt. Need on lained, mis vastavad rohelisele värvile 530 nm. Kasutatakse ka punaseid ja infrapunaribasid. Soovitan soojalt koos pulsi mõõtmise meetodite klassifikatsiooniga, kus saad teada ka hemoglobiini neeldumisspektri.

Fotosilmade valimisel peaksite pöörama tähelepanu läätsede ja filtrite olemasolule, mis võimaldavad teil saavutada soovitud poolheleduse nurga ja katvuse ning olla seetõttu vähem tundlikud muude allikate kiirguse suhtes. Sisseehitatud filtrid võimaldavad töötada ainult valitud spektrivahemikus. Kui valite suure nurgaga poolheledusega LED-i ja suure nurgaga fototransistori, läheb valgus nahapinnast mööda. See toob kaasa mõõtepiirkonna halvenemise ja impulsslaine poolt moduleeritud valgusvoog praktiliselt ei mõjuta mõõteahela väljundsignaali. Seda olukorda illustreerib järgmine joonis

Nurk a2 on vastuvõetav, kuid nurk a1 on liiga suur, et kasutada sellise nurgaga LED-i impulsi mõõtmise seadmes. See näide kehtib impulsi "peegelduse teel" mõõtmise kohta. Suure poolheleduse nurgaga LED-i valimine seadmetes, mis töötavad "ülekande kaudu", viib selleni, et fotodetektorist läheb mööda suur kiirgusvõimsus. See on ebasoovitav, eriti mobiilseadmetes.

Samuti peaksite pöörama tähelepanu LED-i emissiooniintensiivsusele, mõõdetuna millivattides steradiaani kohta [mW/sr]. LED-ide dokumentides on see tavaliselt näidatud voolude 20, 100 ja 1000 mA juures. Energia säästmiseks on parem valida sama voolutarbimise jaoks suurema karakteristikuga LED-id. Peaksite pöörama tähelepanu fototransistori fotoelektrilise voolu väärtusele; mida suurem on selle väärtus, seda parem. Kaks viimast omadust on omavahel seotud. Sellest tulenevalt peab minimaalse eeldatava signaali tase olema vähemalt mitu korda kõrgem kui mõõteseadme eeldatav müratase.

LED-e ja fototransistore müüakse sageli paarikaupa, sobiv sõberüksteisele konstruktiivselt ja spektriomaduste järgi. Tabelis on näidatud mitme LED-paari ja fototransistoride omadused. Ridade 2 ja 3 paarid ei sobi kasutamiseks pulsikellades, kuna suur nurk ja madal kiirgusvõimsus. Sobivad paarid 1, 4 ja 5, kusjuures esimene paar sobib kõige paremini. Seda on testid kinnitanud. Kui kõik muud asjad on võrdsed, saadi parim pulsogrammi signaal esimese paari kasutamisel. Tuleb märkida, et kui LED-i ja fototransistori vahele asetada läbipaistmatu barjäär, siis kiirguse nurk ja tundlikkus ei mõjuta nii tugevat impulsi mõõtmise kvaliteeti.

Järeldus. Kolm ühes

Kokkuvõtte asemel mainin ühe imelise terviklahenduse, mille andis eelmise artikli kommentaarides üks habra kasutaja

Tere kõigile!

Meie EMVIO stressijälgimise kella ühisrahastuskampaania alguseni on jäänud väga vähe päevi. Tekkis väike paus ja mu sõrmed palusid klaviatuuri juurde minna.

Natuke meie südamest

Süda on teatavasti autonoomne lihaseline organ, mis täidab pumpamisfunktsiooni, tagades rütmiliste kontraktsioonide kaudu pideva verevoolu veresoontes. Südames on koht, kus genereeritakse lihaskiudude kokkutõmbumise eest vastutavad impulsid, nn südamestimulaator. Normaalses olekus, patoloogiate puudumisel, määrab see piirkond täielikult südame löögisageduse. Selle tulemusena moodustub südame tsükkel - südamelihaste kontraktsioonide (süstool) ja lõdvestuste (diastool) jada, mis algab kodadest ja lõpeb vatsakestega. Üldiselt viitab pulss sagedusele, millega südametsükkel kordub. Selle sageduse registreerimisel on aga nüansse.

Mida me peame pulsiks

Neil päevil, mil meditsiinil polnud tehnilisi vahendeid diagnostikas mõõdeti pulssi kõigi teadaolevate meetoditega - palpatsioon, s.o. nad panid sõrme teatud kehapiirkonnale ja kuulasid oma kompimisaistinguid ning lugesid arteri seina tõukeid läbi naha teatud aja jooksul - tavaliselt 30 sekundit või üks minut. Siit tuli selle efekti ladinakeelne nimetus – pulsus, s.o. löök, vastavalt mõõtühik: lööki minutis, lööki minutis (bpm). Palpatsioonitehnikaid on palju, kõige kuulsamad on pulsi palpeerimine randmel ja kaelal, unearteri piirkonnas, mis on filmides nii populaarne.
Elektrokardiograafias arvutatakse impulss südame elektrilise aktiivsuse signaali - elektrokardiosignaali (ECS) põhjal, mõõtes intervalli kestust (sekundites) ECS-i külgnevate R-hammaste vahel, millele järgneb teisendamine löökideks minutis, kasutades lihtne valem: BPM = 60/(RR-intervall). Seetõttu peate meeles pidama, et see on ventrikulaarne pulss, sest Kodade kontraktsiooni periood (PP intervall) võib veidi erineda.

Tähelepanu!!! Tahaksime kohe märkida ühe olulise punkti, mis tekitab segadust terminoloogias ja mida sageli leidub südame löögisageduse mõõtmisega vidinaid käsitlevate artiklite kommentaarides. Tegelikult on pulsil, mida mõõdetakse veresoonte seinte kokkutõmbumisega, ja pulsil, mida mõõdetakse südame elektrilise aktiivsusega, füsioloogiline olemus erinev, erinevad kujud ajakõver, erinev faasinihe ja vastavalt sellele on vaja erinevaid registreerimismeetodeid ja töötlemisalgoritme. Seetõttu ei saa pulsi mõõtmisel olla RR-i intervalle, moduleerides arterite ja kapillaaride vere täitumise mahtu ja nende seinte mehaanilist vibratsiooni. Ja vastupidi, ei saa väita, et kui sul pole RR-i intervalle, siis sa ei saa pulsilaine abil mõõta sarnase füsioloogilise tähtsusega intervalle.

Kuidas vidinad pulssi mõõdavad?

Niisiis, siin on meie versioon kõige levinumate südame löögisageduse mõõtmise meetodite ülevaatest ja näiteid neid rakendavatest vidinatest.

1. Pulsi mõõtmine elektrokardiosignaali abil

Pärast südame elektrilise aktiivsuse avastamist 19. sajandi lõpus tehniline teostatavus Esimene inimene, kes seda tegi, oli Willem Einthoven aastal 1902, kasutades oma megaseadet - stringgalvanomeetrit. Muide, ta edastas EKG telefonikaabli kaudu haiglast laborisse ja tegelikult viis ellu meditsiiniandmete kaugjuurdepääsu idee!


Kolm purki “hapukurki” ja elektrokardiograaf kaaluga 270 kg! Nii sündis meetod, mis täna aitab miljoneid inimesi üle maailma.

Oma töö eest pälvis ta 1924. aastal laureaadi Nobeli preemia. Just Einthoven sai esimesena tõelise elektrokardiogrammi (ta mõtles selle nime ise välja), töötas välja juhtsüsteemi – Einthoveni kolmnurga ja tutvustas ECS segmentide nimesid. Kõige kuulsam on QRS-kompleks - vatsakeste elektrilise ergastuse hetk ja selle kompleksi ajalise ja sagedusomaduste kõige ilmekama elemendina R-laine.


Valusalt tuttav signaal ja RR intervall!

Kaasaegses kliinilises praktikas kasutatakse ECS-i registreerimiseks erinevaid juhtmesüsteeme: jäsemete juhtmeid, erineva konfiguratsiooniga rindkere juhtmeid, ortogonaalseid juhtmeid (Franki järgi) jne. Impulsi mõõtmise seisukohalt võib kasutada mis tahes juhtmeid, sest tavalises südamestimulaatoris on R-laine ühel või teisel kujul kõigis juhtmetes.

Sportlikud rindkere südame löögisageduse andurid
Kantavate vidinate ja erinevate spordivahendite disainimisel lihtsustati juhtmesüsteemi kahe elektroodi punktini. Kõige kuulsam variant selle lähenemisviisi rakendamiseks on sportlikud rindkere monitorid südamemonitori rihma kujul - HRM rihm või HRM riba. Arvame, et sportliku eluviisiga lugejatel on sellised seadmed juba olemas.


Näide rihma disainist ja Mr. Gadget 80 lvl. Anduripadi on kaks EKG elektroodi rindkere erinevatel külgedel.

Turul on populaarsed Garmini ja Polari HRM-rihmad, samuti on palju Hiina kloone. Sellistes rihmades on elektroodid valmistatud kahe juhtiva materjali riba kujul. Rihm võib olla osa kogu seadmest või kinnitada selle külge klambritega. Südame löögisageduse väärtused edastatakse tavaliselt Bluetoothi ​​kaudu, kasutades ANT+ või Smart protokolli, spordikella või nutitelefoni. Üsna mugav sportimiseks, kuid pidev kandmine tekitab ebamugavust.

Katsetasime selliste rihmadega pulsi varieeruvuse hindamise võime osas, pidades neid standardiks, kuid nendelt saadud andmed osutusid väga silutuks. Meie tiimi liige Kvanto25 avaldas postituse sellest, kuidas ta tegeles Polari rihma protokolliga ja ühendas selle läbi Labview keskkonna arvutiga.

Kahe käega
Järgmine võimalus kahe elektroodi süsteemi rakendamiseks on elektroodide eraldamine kaheks käeks, kuid ilma ühte neist püsivalt ühendamata. Sellistes seadmetes kinnitatakse üks elektrood randme külge kella või käevõru tagaseina kujul ja teine ​​asetatakse seadme esiküljele. Pulsi mõõtmiseks tuleb vaba käega puudutada näoelektroodi ja oodata mõni sekund.


Näide eesmise elektroodiga pulsikellast (Beurer Heart Rate Monitor)

Huvitav seade, mis seda tehnoloogiat kasutab, on Phyode W/Me käevõru, mille arendajad viisid läbi eduka Kickstarteri kampaania ja nende toode on müügil. Temast oli postitus Habres.


Elektroodisüsteem PhyodeW/Me

Ülemine elektrood on kombineeritud nupuga, mistõttu arvasid paljud seadet fotodelt vaadates ja arvustusi lugedes, et mõõtmine tehti lihtsalt nupule vajutades. Nüüd teate, et sellistel käevõrudel on vabade kätega pidev registreerimine põhimõtteliselt võimatu.

Selle seadme eeliseks on see, et südame löögisageduse mõõtmine pole peamine eesmärk. Käevõru on paigutatud juhtimise ja kontrolli vahendina hingamistehnikad, nagu individuaaltreener. Ostsime Phyode'i ja mängisime sellega. Kõik toimib nagu lubatud, registreeritakse tõeline EKG, mis vastab EKG klassikalisele esimesele juhtmele. Seade on aga väga tundlik esielektroodi sõrmeliigutuste suhtes, see liikus veidi ja signaal hõljus. Arvestades, et statistika kogumiseks kulub umbes kolm minutit, tundub registreerimisprotsess pingeline.

Siin on veel üks võimalus kahe käe põhimõtte kasutamiseks FlyShark Smartwatchi projektis, mis on postitatud Kickstarterisse.


Südame löögisageduse salvestamine projektis FlyShark Smartwatch. Palun hoidke sõrme.

Mis on selles vallas veel uut? On vaja mainida huvitav teostus EKG elektrood – mahtuvuslik elektrivälja andur EPIC Ultra High Impedance EKG andur, tootja Plessey Semiconductors.


EPIC mahtuvuslik andur kontaktivaba EKG salvestamiseks.

Anduri sisse on paigaldatud primaarvõimendi, seega võib seda lugeda aktiivseks. Andur on üsna kompaktne (10x10 mm), ei vaja otsest elektrikontakti, seega puudub polarisatsiooniefekt ja seda ei pea niisutama. Meie arvates on see lahendus ECS-i registreerimisega vidinate jaoks väga paljutõotav. Nendel anduritel põhinevaid valmisseadmeid me veel näinud ei ole.

2. Pulsi mõõtmine pletüsmograafia põhjal

Tõeliselt kõige levinum viis pulsi mõõtmiseks kliinikus ja kodus! Sajad erinevad seadmed pesulõksudest sõrmusteni. Pletüsmograafia meetod ise põhineb elundi verevarustuse mahu muutuste registreerimisel. Sellise registreerimise tulemuseks on pulsilaine. Pletüsmograafia kliinilised võimalused ulatuvad palju kaugemale lihtne määratlus pulss, kuid antud juhul oleme sellest huvitatud.
Pletüsmograafial põhinevat impulsi määramist saab rakendada kahel põhilisel viisil: impedantsi ja optilise. On kolmas võimalus - mehaaniline, kuid me ei kaalu seda.
Impedantspletüsmograafia
Nagu Meditsiinisõnastik ütleb, on impedantspletüsmograafia meetod erinevate elundite ja kudede veresoonte verevarustuse impulsi võnkumiste registreerimiseks ja uurimiseks, mis põhineb kõrgsagedusliku vahelduvvoolu kogu (oomilise ja mahtuvusliku) elektritakistuse muutuste registreerimisel. . Venemaal kasutatakse sageli terminit reograafia. See registreerimisviis pärineb teadlase Manni (Mann, 30-aastased) ja koduteadlase A.A.Kedrovi uurimistööst. (40ndad).
Praegu põhineb meetodi metoodika kahe- või neljapunktilisel mahumõõtmisskeemil takistus ja koosneb järgmisest: uuritavast elundist juhitakse läbi kahe elektroodi (olenevalt uuritavast koest) signaal sagedusega 20–150 kHz.


Impedantspletüsmograafia elektroodide süsteem. Pilt siit

Signaaligeneraatori põhitingimuseks on voolu püsivus, selle väärtuseks valitakse tavaliselt mitte rohkem kui 10-15 µA. Kui signaal läbib koe, moduleeritakse selle amplituudi verevarustuse muutuste tõttu. Teine elektroodide süsteem eemaldab moduleeritud signaali; tegelikult on meil impedantsi-pinge muunduri ahel. Kahepunktilises vooluringis ühendatakse generaatori ja vastuvõtja elektroodid. Järgmisena võimendatakse signaali, eemaldatakse sellelt kandesagedus, elimineeritakse konstantne komponent ja jääb alles meile vajalik delta.
Kui seade on kalibreeritud (kliiniku jaoks on see nõutav tingimus), siis saab Y-telg kuvada väärtusi oomides. Tulemuseks on selline signaal.



Näited EKG ajakõverate, impedantsi pletüsmogrammi (reogrammi) ja selle tuletise kohta sünkroonsel salvestamisel. (siit)

Väga paljastav pilt. Pöörake tähelepanu sellele, kus asub ECS-i RR-intervall ja kus on tippude vaheline kaugus, mis vastab reogrammi südametsükli kestusele. Pöörake tähelepanu ka R-laine teravale esiosale ja reogrammi süstoolse faasi tasasele esiosale.

Pulsikõveralt saame üsna palju infot uuritava organi vereringe seisundi kohta, eriti sünkroonselt EKG-ga, aga vaja on vaid pulssi. Seda pole keeruline tuvastada - peate lihtsalt leidma kaks kohalik maksimum, mis vastab süstoolse laine maksimaalsele amplituudile, arvutage delta sekundites ∆T ja edasi BMP = 60/∆T.

Näited kasutatud vidinatest seda meetodit, me pole seda veel leidnud. Kuid on näide implanteeritava anduri kontseptsioonist, et jälgida vereringet arteris. See käib tema kohta. Aktiivne andur asetatakse otse arterile ja suhtleb peremeesseadmega induktiivse sidestuse kaudu. Meie arvates on see väga huvitav ja paljutõotav lähenemine. Tööpõhimõte on pildilt selge. Sobivus on näidatud suuruse mõistmiseks:) Kasutab 4-punktilist registreerimismustrit ja on paindlik trükkplaat. Ma arvan, et soovi korral saate kanda kantava mikrovidina idee lõpuni. Selle lahenduse eeliseks on see, et sellise anduri tarbimine on kaduvalt väike.


Implanteeritav verevoolu ja pulsi andur. Sarnane Johnny Mnemoni tarvikuga.

Selle jaotise lõpus teeme märkuse. Kunagi arvasime, et tuntud startup HealBeGo mõõtis impulssi just sel viisil, kuna selles seadmes on põhifunktsioonid rakendatud impedantsspektroskoopia meetodil, mis sisuliselt on reograafia, ainult muutuva sagedusega. sondeerimissignaal. Üldiselt on kõik juba pardal. Seadme omaduste kirjelduse kohaselt mõõdetakse HealBe pulss aga mehaaniliselt piesoelektrilise anduri abil (seda meetodit käsitletakse ülevaate teises osas).

Optiline pletüsmograafia või fotopletüsmograafia
Optiline on massirakenduse seisukohalt kõige levinum impulsi mõõtmise meetod. Verevoolu arteriaalse pulsatsiooni mõjul anuma ahenemine ja laienemine põhjustab vastava muutuse fotodetektori väljundist saadava signaali amplituudis. Kõige esimesi seadmeid kasutati kliinikus ja mõõdeti ülekande- või peegeldusrežiimis sõrmest pulssi. Pulsikõvera kuju järgib reogrammi.


Fotopletüsmograafia tööpõhimõtte illustratsioon

Meetod leidis kliinikus laialdast kasutust ja peagi hakati seda tehnoloogiat kasutama majapidamisseadmed. Näiteks kompaktsetes pulssoksümeetrites, mis registreerivad pulsi ja vere hapnikuga küllastumist sõrme kapillaarides. Üle maailma toodetakse sadu modifikatsioone. See sobib koju ja perele, kuid ei sobi pidevaks kandmiseks.


Tavaline pulssoksümeeter ja kõrvaklamber. Tuhanded neist!

Valikus on kõrvaklambrid ja sisseehitatud anduritega kõrvaklapid. Näiteks see valik Jabralt või uuest Glow Headphonesi projektist. Funktsionaalsus on sarnane HRM rihmadega, kuid rohkem stiilne disain, tuttav seade, käed vabad. Sa ei kanna kõrvatroppe kogu aeg, vaid sörkimiseks värske õhk täpselt muusikaga.


Jabra Sport Pulse™ juhtmevabad ja säravad kõrvaklapid. Pulss registreeritakse kõrvasisese anduri meetodil.

Läbimurre

Kõige ahvatlevam oli pulsi mõõtmine randmelt, sest see on nii tuttav ja mugav koht. Esimene oli eduka Kickstarteri kampaaniaga Mio Alpha käekell.

Toote looja Liz Dickinson kuulutas selle seadme pompoosselt südame löögisageduse mõõtmise pühaks graaliks. Anduri mooduli töötasid välja Philipsi poisid. Tänapäeval on see kõrgeima kvaliteediga seade pidevaks pulsimõõtmiseks randmelt fotopletüsmograafia abil.


Kingite palju erinevaid nutikellasid!

Nüüd võime öelda, et tehnoloogia on end tõestanud ja masstootmisse kasutusele võetud. Kõik sarnased seadmed impulsi mõõtmine teostatakse peegeldunud signaali abil.

Emitteri lainepikkuse valimine

Nüüd paar sõna selle kohta, kuidas valida emitteri lainepikkust. Kõik sõltub lahendatavast probleemist. Valiku põhjendust illustreerib hästi oksü- ja desoksühemoglobiini valguse neeldumise graafik, mille peal on emitterite spektraalkarakteristikute kõverad.


Hemoglobiini valguse neeldumiskõver ja impulssfotopletüsmograafiliste andurite peamised emissioonispektrid.

Lainepikkuse valik sõltub sellest, mida tahame mõõta pulssi ja/või vere hapnikuküllastust SO2.

Lihtsalt pulss. Sel juhul on oluline piirkond, kus neeldumine on maksimaalne - see on vahemik 500–600 nm, arvestamata ultraviolettkiirguse osa maksimumi. Tavaliselt valitakse 525 nm ( roheline värv) või väikese nihkega – 535 nm (kasutatakse OSRAM SFH 7050 – fotopletüsmograafia anduris).


Pulsianduri roheline LED on nutikellade ja käevõrude kõige populaarsem valik. Nutitelefoni anduris Samsung Galaxy S5 kasutab punast LED-i.

Oksümeetria. Selles režiimis on vaja mõõta pulssi ja hinnata vere hapnikuga küllastumist. Meetod põhineb hapnikuga seotud (oksü) ja mitteseotud (desoksü) hemoglobiini imendumise erinevusel. Deoksüdeeritud hemoglobiini (Hb) maksimaalne neeldumine on "punases" (660 nm) piirkonnas, hapnikuga rikastatud hemoglobiini (Hb02) maksimaalne neeldumine infrapunases (940 nm). Impulsi arvutamiseks kasutatakse kanalit lainepikkusega 660 nm.

Kollane EMVIO jaoks. Meie EMVIO seadme jaoks valisime kahe vahemiku vahel: 525 nm ja 590 nm ( kollane). Samal ajal võtsime arvesse meie optilise anduri maksimaalset spektraalset tundlikkust. Katsed on näidanud, et nende vahel pole praktiliselt mingit vahet (meie disaini ja valitud anduri raames). Kõik erinevused ületatakse liikumisartefaktide, naha individuaalsete omaduste, randme nahaaluse kihi paksuse ja anduri nahale surumise astmega. Tahtsime kuidagi üldisest “rohelisest” nimekirjast eristuda ja seni oleme leppinud kollase värviga.

Muidugi saab mõõtu võtta mitte ainult randmelt. Turul saadaval mittestandardsed valikud pulsi salvestuspunkti valimine. Näiteks otsaesist. Seda lähenemist kasutatakse Iisraeli ettevõtte Lifebeam välja töötatud ratturitele mõeldud nutika kiivri projektis Life beam Smart kiiver. Selle ettevõtte pakkumiste hulgas on ka tüdrukutele mõeldud pesapallimütsid ja päikesesirmid. Kui kannate alati pesapallimütsi, on see teie valik.


Jalgrattur on rahul, et tal pole vaja HRM rihma kanda.

Üldiselt on registreerimispunktide valik üsna suur: ranne, sõrm, kõrvanibu, otsmik, biitseps, pahkluu ja labajalg beebidel. Täielik vabadus arendajatele.

Optilise meetodi suureks eeliseks on selle juurutamise lihtsus tänapäevastel nutitelefonidel, kus sensorina kasutatakse tavalist videokaamerat ja kiirgurina LED-välklampi. Uuel Samsung Galaxy S5 nutitelefonil on tagasein Korpusel on kasutaja mugavuse huvides juba standardne pulsianduri moodul, võib-olla võtavad teised tootjad sarnaseid lahendusi kasutusele. See võib olla määrav seadmete puhul, millel pole pidevat registreerimist; nutitelefonid võtavad nende funktsionaalsuse vastu.

Fotopletüsmograafia uued horisondid

Selle meetodi edasiarendamine on seotud optilise anduri funktsionaalsuse ja kaasaegsete kantavate seadmete tehnoloogiliste võimaluste ümbermõtlemisega videopiltide reaalajas töötlemise osas. Selle tulemusena on meil idee mõõta pulssi näo videopildi abil. Taustvalgus on loomulik valgus.

Originaalne lahendus, võttes arvesse asjaolu, et videokaamera on iga sülearvuti, nutitelefoni ja isegi nutikella standardatribuut. Meetodi idee on selles töös avalikustatud.


Subjekt N3 on selgelt pinges - pulss alla 100 lööki/min, andes töö tõenäoliselt üle oma juhendajale, subjekt N2. Katsealune N1 oli just möödaminnes.

Esmalt tõstetakse kaadrites esile näo fragment, seejärel jagatakse pilt kolmeks värvikanaliks ja volditakse ajaskaalal lahti (RGB jälg). Impulsslaine ekstraheerimine põhineb kujutise lagunemisel, kasutades sõltumatut komponentanalüüsi (ICA) ja pikslite heleduse moduleerimisega seotud sageduskomponendi ekstraheerimist vere pulsatsiooni mõjul.

Philips Innovationi labor on rakendanud sarnast lähenemisviisi IPhone'i jaoks mõeldud Vital Signs Camera programmi näol. Väga huvitav asi. Väärtuste keskmistamine on muidugi suur, kuid põhimõtteliselt meetod töötab. Sarnane projekt on väljatöötamisel.


Vital Signs Camera ekraanide tüübid.

Seega saavad CCTV süsteemid tulevikus pulssi kaugjuhtimisega mõõta. NSA esindus rõõmustab.

Arvustuse lõpp järgmises postituses “Kuidas nutikellad, spordijälgijad ja muud vidinad pulssi mõõdavad? 2. osa". Selles osas räägime rohkem eksootilised viisid impulsi salvestamine, mida kasutatakse kaasaegsetes vidinates.

Edu! Ja taaskord kutsume teid meie projekti EMVIO veebisaidile.

Sildid: lisa sildid

Kui tegelete spordiga, soovite kaalust alla võtta või lihtsalt oma tervist hoolikalt jälgida, siis peaks pulsikellade teema teile huvi pakkuma. Esimesi selliseid kodumajapidamises kasutatavaid vidinaid hakati tootma juba 80ndatel. Sellest ajast peale on neid aktiivselt kasutanud sportlased, kes soovivad oma südame tööd jälgida, sest see on oluline nii tervise seisukohalt kui ka maksimaalse treeningute efektiivsuse saavutamiseks. Täna proovime välja mõelda, kuidas valida pulsikella, mida otsida, ja ka teada, mida parimad pulsikellad turule toodud.

Miks on vaja pulsikella?

Selle seadme nimi ütleb meile ühe ilmse asja. Pulsi mõõtmiseks on vaja pulsikella, st. jälgida pulssi reaalajas, registreerida tippkoormusi ja reageerida neile teatud viisil. Iga kehalise aktiivsuse tüübi jaoks on optimaalne pulss ja kui soovite, et teie treening oleks kasulik, ei kahjustaks teie tervist ja viiks teie eesmärkide saavutamiseni, siis peate hoidma oma pulssi piirides. teatud väärtused. Tavaliselt nimetatakse nende väärtuste vahemikku sihttsoon.

Sihttsoonid ja maksimaalne lubatud pulss arvutatakse Soome arsti Martti Karvoneni meetodil. Tema meetodi järgi , maksimaalne pulss(MHR) = (220 – vanus). Kui oled 20-aastane, siis MHR on 200 kontraktsiooni/min, kui oled 40 – 180 kontraktsiooni/min jne.

Selliseid on sihttsoonid:

  • 50-60% MHR-st on kergete koormuste tsoon, mis aitab parandada füüsilist vormi ja taastuda pärast treeningut;
  • 60-70% MHR-ist on "terapeutiline tsoon", kerged koormused halvasti treenitud sportlastele. Sellise pulsisageduse juures toimub hommikune soojendus või kiirkõnd. Sellise pulsiga koormused võivad parandada vastupidavust ja põletada rasva;
  • 70–80% MHR-ist on "fitnessi" tsoon. See pulss on tüüpiline sörkimiseks ja treppidest ronimiseks. Treening selles sihttsoonis soodustab rasvapõletust ja kaalulangust;
  • 80-90% MHR-ist on "aeroobne tsoon". Sellise pulsiga põletatakse mitte ainult rasvu, vaid ka süsivesikuid ning saavutatakse maksimaalsed tulemused. See pulss on tüüpiline sporttantsule;
  • 90-95% MHR-st on “anaeroobne tsoon”, tarbitakse süsivesikuid ja treenitakse vastupidavust. Sellel sihtpiirkonnal saab harrastada jalgrattasõitu, uisutamist, suusatamist ja muid aktiivseid spordialasid;
  • üle 95% MHR-ist on maksimaalne koormustsoon, mis on mõeldud ainult professionaalsetele sportlastele. Tavainimeste jaoks on need liiga suured ja väga ohtlikud koormused.

Pulsikellad loevad tavaliselt pulssi reaalajas, annavad teada üleminekust ühest tsoonist teise ja näitavad maksimaalseid pulsiväärtusi.

Pulsikellade tüübid

Kõik turul olevad pulsikellad ja neid on palju, võib jagada kahte tüüpi:

  • puldiga või välise anduriga;
  • sisseehitatud anduriga.

Esimesse rühma kuuluvad pulsikellad, mis koguda teavet pulsisageduse kohta ja edastada see töötlemiseks teisele seadmele(nutitelefon, fitness käevõru, arvuti). Nende hulka kuuluvad järgmist tüüpi südame löögisageduse monitorid:

Väline andur võib edastada analoog tüüpi signaal, tänu millele saab andmeid lugeda simulaatori või nutitelefoni abil. Kuid rühmatreeningu ajal võib lugemisseade võtta signaali kellegi teise pulsikellalt ja elektriliini lähedal võib pulsikell täielikult üles öelda. Andur digitaalne tüüp ei saa simulaatorisse andmeid edastada, kuid see ei karda häireid ja edastab täpsemaid andmeid.

Enamik tänapäeval andureid kasutab andmesidetehnoloogiat Bluetooth. Tehnoloogiat võib leida kallimates seadmetes ANT+, mis tagab ühilduvuse väga paljude seadmetega ning see tehnoloogia võidab ka efektiivsuse osas.

Sööma sisseehitatud pulsikellaga vidinaid. Nad mõõdavad ise pulssi ja töötlevad saadud andmeid. Tavaliseks treeninguks see valik väga ei sobi – pigem ühekordseks mõõtmiseks, kuid on ka erandeid. Sellesse seadmerühma kuuluvad fitnessi käevõru ja pulsimõõtja rõngas.

Pulsikellade lisafunktsioonid

Lisaks südame löögisageduse mõõtmisele võib pulsikelladel olenevalt mudelist olla ka komplekt lisafunktsioone, mille hulgas on järgmised:

  • kiiruse ja läbitud vahemaa arvutamine;
  • kaloreid lugedes. Läbi viidud pulsiandmete põhjal, s.o. suure konventsusastmega, kuid siiski huvitav;
  • treeningajaloo säilitamine;
  • ringid, ringiaeg ja keskmine pulss. Funktsioon pakub huvi neile, kes sõidavad või jooksevad treeningu ajal sama distantsi ja soovivad tulemusi jälgida;
  • sihttsoonid. Kõige lihtne mudel arvutab teie vanuse ja soo alusel kolm sihttsooni, kallimad mudelid – 5-6 tsooni;
  • helisignaal või vibratsioon ühest tsoonist teise liikumisel. Funktsioon on vajalik neile, kes ei soovi teatud pulsi väärtustest üle minna;
  • sobivuse test. Huvitav funktsioon neile, kes on just treeninguteele asunud. See on midagi sellist, nagu fitnesstreeneri sissejuhatav test ja teie kuju määramine;
  • taastamise režiim. Võimaldab mõõta aega, mille jooksul pulss pärast treeningut normaliseerub. Huvitav neile, kes tegelevad intervalltreeningu ja sprintiga;
  • kellaaja, hetke pulsisageduse kuvamise funktsioon, samuti äratuskell, taimer ja stopper on saadaval kõigis ekraaniga pulsikellades;
  • Enamikul mudelitel on sünkroonimine nutitelefoni, spordikäevõru ja arvutiga. Mõned võivad isegi sünkroonida tegevuskaameratega;
  • Sisseehitatud GPS-moodul võimaldab teil täpselt määrata läbitud vahemaa, kiiruse, nõlvad, tõusud ja laskumised.

Eraldi märgime ära veekindlad mudelid, mis on kasulikud basseinides treenimiseks. Reeglina töötavad pulsikellad oma patareidega, kuid on ka ühekordsete patareidega mudeleid. Peate neid harvemini vahetama kui akut laadima.

Parimad pulsikellad

POLAR H10

Ettevõte POLAR on kodumajapidamises kasutatavate pulsikellade vallas teerajaja. Alates esimese ilmumisest
Sellisest vidinast on möödunud rohkem kui 30 aastat ja täna võib tootja kiidelda muljetavaldava valiku ja mitmete enda arendustega. Uute toodete hulgas saame esile tõsta rindkere südame löögisageduse monitor POLAR H10. See asendas POLAR H7, mis oli väga edukas.

Andur on kinnitatud polüamiidist, polüuretaanist, elastaanist ja polüestrist valmistatud elastse riba külge. Silikoontäpid sellel takistavad libisemist, mugav lukk võimaldab vidinat kindlalt kinnitada ja sisseehitatud vöö täiendavad elektroodid vähendavad mõõtmisviga häireid vältides. Andur ise kaalub 21 g, rihm veel 39 g. Kokku 60 g, mis on 20 g vähem kui POLAR H7. Samal ajal õnnestus ettevõttel integreerida andurisse kaks korda mahukam aku. Nüüd sellest piisab 400 tundi koolitust. Andur töötab temperatuurivahemikus -10 kuni +50 0 C, võimaldab teil sukelduda sügavus kuni 30 meetrit.

Mudel ei saanud oma ekraani - see edastab kõik andmed nutitelefoni (spetsiaalsesse rakendusse) või fitnessi käevõru, kui Bluetoothi ​​abi, sagedusel 5 kHz. Pealegi sai ta võimaluse edastada südame löögisageduse andmed kaamerateleGoPro. Nüüd saate südame löögisageduse andmed üle kanda tegevusstseenide videotele – see osutub veelgi muljetavaldavamaks ja meelelahutuslikumaks. Mudeli teine ​​omadus on sisseehitatud mälu ühe treeningu jaoks. Kui sul pole nutitelefoni kaasas või pole võimalik seda trenni kaasa võtta, salvestab andur kõik enda mällu. Saate vidina osta 6390 rubla eest Inspector Gadgets poest linki kasutades.

POLAR OH1

Veel üks huvitav vidin kuulsalt firmalt. Seade on ette nähtud Kinnitatakse küünarvarrele, käele või randmele, varustatud 6-dioodiga optiline andur, ei oma oma ekraani – kõik andmed kantakse Bluetoothi ​​kaudu nutitelefoni spetsiaalsesse rakendusse. Pulsikella on väga mugav kanda, see ei piira liikumist ning rihma reguleerimine on sujuv.

Mahub väikesesse andurisse mälu 200 tunniks treeninguks, tööaeg ilma laadimiseta on 12 tundi. Mudelit võib julgelt soovitada ujuma minejatele, kuna see on veekindel kuni 30 meetri sügavusel. Mudel maksab umbes 5600 rubla.

Garmin Hrm Tri

Väga kvaliteetne pulsikell firmalt, kes teab fitness-vidinatest palju. Jälgija kinnitatakse mugava rihma abil rinnale ja edastab andmed seotud kellale kasutades ANT+. Toetatud sünkroonimine enamiku kellamudelitegaGarmin. Kuna andmeedastus ANT+ kaudu on vees võimatu, salvestab andur kõik andmed enda mällu ning seejärel, kui treening basseinis on lõppenud, edastab need kellale. Mälust piisab 20 tunniks salvestamiseks.

Lisaks pulsisagedusele andur mõõdab kadentsi, vertikaalset õõtsumist ja maapinnaga kokkupuute aega. Tavarakenduse võimalused on üsna ulatuslikud. See pole lihtsalt kollektsioon enda tulemused ja treeningute planeerimine, aga ka võimalus saavutusi teiste kasutajatega jagada. Maksab umbes 7500 rubla.

Sigma PC 15.11

Üks populaarsemaid analoog pulsimõõtjaid. Komplekt koosneb kellast, millel on veekindel korpus, ja vööga rinnaandurist, mis võtab pulsiandmeid ja edastab info kellale analoogsel viisil.

Vidin mõõdab keskmist, normaalset ja maksimaalset pulssi, kuvab andmed kohe ekraanile ning kui midagi juhtub, annab heli- või valgushoiatussignaale. Pulsikell suudab lugeda sihttsoone, treeninguaega, ringe ja kaloreid. Boonus on tavalise kella, stopperi ja kuupäeva funktsioon. Teabe vaatamise tagamiseks pimedas kasutatakse taustvalgustust. Mudel maksab umbes 4000 ja tekitab sportlastes vaid positiivseid emotsioone.

Wahoo Fitness TICKR X

Wahoo Fitnessi uus pulsikellade seeria osutus igati ideaalselt tasakaalustatuks. Rinnarihma TICKR X-s olev andur võimaldab analüüsida südame löögisagedust ja liikumismustreid, tehes järeldusi mitte ainult treeningu intensiivsuse, vaid ka selle õigsuse kohta. Andmeid saab edastada mõlema kaudu Bluetooth ja ANT kaudu+.

Vidin salvestab pulsi ja loeb põletatud kalorite arv määrab treeningu kestuse, samuti mitmeid teisi sportlastele olulisi näitajaid, sh kadents jalgrattasõidus, vertikaalvõnkumine ja maapinnaga kokkupuute aeg jooksmiseks jne. Anduril on sisseehitatud mälu, kuid seda saab sünkroonida nutitelefoniga ja saata andmeid populaarsetesse treeningrakendustesse. Samuti on olemas oma rakendus, mis aitab valida eesmärkide saavutamiseks õige treeningu. Teine eelis on see, et see on veekindel, kuigi selle sügavus on vaid 1,5 m, seega pole see ujujatele valik. See funktsionaalne pulsikell maksab umbes 4700 rubla.

Järgmine HRM-02

Üks kõige enam soodsaid pakkumisi Turul. Mudel sobib suurepäraselt neile, kes alles alustavad spordiga. Pulsikella liiga laiaulatuslik funktsionaalsus jääb ainult vahele ja selle vidina võimalused on minimaalsed. Andur kinnitub rinnale elastse rihmaga ja edastab andmed nutitelefoni. vidin Ühildub kõige populaarsemate treeningrakendustega. Mudeli miinus on see, et see ei tööta Android 5.1-l põhinevate Samsungi seadmetega, kuid isegi see ei muuda seda tööhobust vähem atraktiivseks, eriti arvestades 1500 rubla hinda.

Ozaki O!Fitness Fatburn

Veel üks odav rindkere südame löögisageduse monitor. Toodetud Hiinas, edastab andmeid Bluetoothi ​​kaudu ning suudab lugeda põletatud kaloreid ja samme. Lisaks saab mudel kasutajat teavitada, kui pulss muutub kõrgeks. Huvitav omadus mudelid – hääletreeningu juhendaja olemasolu. Vidinal on oma rakendus, millega saab koostada individuaalse treeningplaani. Mudeli negatiivne külg on selle suur kaal (140 g), võrreldes analoogidega, kuid hind pole halb - umbes 1050 rubla.

Üks populaarsemaid elektroonikavaldkondi on meditsiinielektroonika. See elektroonikaklass rakendab diagnostika- ja raviseadmeid, mis lahendavad mis tahes meditsiinilisi ja bioloogilisi probleeme. Samuti iseloomustab meditsiinielektroonikat suurem täpsus ja stabiilsus, kuna sellest tehnoloogiast sõltub sageli inimese elu.

Südame-veresoonkonna haigused on tänapäeval inimeste kõige levinumad haigused pärast kaariest. Kardiovaskulaarsüsteemi haigused võivad olla ohtlikud mitte ainult patsiendile, vaid ka teda ümbritsevatele inimestele nendel hetkedel, mil ta kasutab seadmeid või muudes vastutustundlike toimingute tegemisega seotud olukordades.

Alustades võimalikult lihtsast ja ligipääsetavast, saab südame ja kardiovaskulaarsüsteemi tervist määrata pulsi või pulsi järgi. Pulss on kehas toimuvate füsioloogiliste protsesside kvaliteedi kõige olulisem näitaja, mis võimaldab hinnata keha tervislikku seisundit ja vormisolekut, aga ka mitmesuguseid kehahaigusi, mitte ainult südame, vaid ka teiste organite ja organite haigusi. süsteemid. Pulss on südame kokkutõmbumise ajal vere tõukejõud veresoontes, tekitades veresoonte seintes vibratsiooni. Pulssi iseloomustavad järgmised parameetrid: sagedus, rütm, pinge ja täitumine.

Tulles tagasi elektroonika juurde, saate mõõta pulssi erinevatel viisidel: optroni (LED, fotodiood) kasutamine kehaosa valgustamiseks või selle peegeldamiseks, kasutades mikrofonitehnoloogiat, mõõtes südamelihase elektrilist aktiivsust (EKG), kasutades piesoelektrilisi andureid ja isegi kasutades videopilti nägu viimastes arengutes jne.

Üks levinumaid ja odavamaid meetodeid on optiline meetod, mis õige lähenemise korral võib anda üsna täpse tulemuse. Väga lihtne versioon Võite kasutada LED-i ja fotodioodi, viimaselt eemaldatakse signaal lihtsalt. Südame kokkutõmbumisel liigub veri veresoontes ebaühtlaselt, sõltuvalt südame ja veresoonte tööst. Vastavalt sellele ebatasasusele muutub fotodioodi LED-ilt peegeldunud või edastatav signaal. Seda signaali võimendades saate signaali amplituudide põhjal saada mitte ainult südame kontraktsioonide arvu, vaid ka ligikaudse kardiogrammi.

Selliseid andureid võib müügil leida mitmes versioonis alates kõige lihtsamast LED-fotodioodipaarist kuni signaali võimenduse ja filtreerimisega mooduliteni. Viimase näiteks on pulsesensor.com andur, mida me täna kasutame.

Anduri ahel:

Pulsianduri tehnilised omadused:

  • Toitepinge 3 kuni 5 V
  • Voolutarve umbes 2 mA toitepingel
  • Mooduli läbimõõt 16 mm
  • Väljundsignaali tüüp analoog
  • Meetod südamelöökide tuvastamiseks peegeldunud signaali abil

Kui ühendate selle anduriga toite, saate ostsilloskoobi abil väljundkontaktist saada ligikaudse kardiogrammi ja määrata pulsisageduse piikide vahelise ajavahemiku põhjal.

Selle meetodi miinusena tuleb märkida, et stabiilse tulemuse saamiseks tuleb andur oma sõrmele rakendada teatud positsioneerimisega ja teatud survejõuga (mitte liiga palju, kuid mitte ka liiga nõrga) kõrvanibu ja kael (kuna seal on suured arterid, siis siin saadakse kõige selgem tulemus). Samuti moonutab iga liigutus mõõtmisel tulemust. Kasutamise ajal peab vooluahel olema kaitstud kokkupuute eest teiste juhtivate objektidega, et vältida signaali moonutamist ja nõrgenemist.

Ostsilloskoobi kasutamine ei ole aga alati mugav ega võimalik, nii et proovime ise lihtsa südamemonitori kokku panna.

Seadme skeem:

Ahel põhineb STM32F103C8T6 mikrokontrolleril. Indikaator kasutab TFT LCD-ekraani eraldusvõimega 240x320 koos ILI9341 kontrolleril põhineva SPI-liidesega. Ahela toiteallikaks on 3,3 V (3,3 V toiteallikaga ekraan töötab), mis võimaldab seadme liikuvuse ja ohutuse tagamiseks kasutada liitiumioonakusid koos vooluahela mõningase moderniseerimisega. Pulsiandur on ühendatud mikrokontrolleri ADC1 nullkanaliga. Sarnaselt ostsilloskoobiga koostatakse ekraanile ADC mõõtmiste põhjal graafik. Kardiogrammi tippude vahelise aja (mikrokontrolleri taimeriga mõõdetud) põhjal määrame pulsisageduse ajaühiku kohta. Iga millisekundi järel toimub katkestus, mille käigus loendatakse kardiogrammi tippude vahelisi millisekundeid, see tähendab perioodi. Südamelöökideks minutis teisendamiseks kasutage valemit:

60000 (ms)/ΔT (ms)

Seadme ekraanil kuvatakse pulsianduri abil saadud ligikaudne kardiogramm ja arvutatud pulsi väärtus löökides minutis. Nii saame lihtsa, odava südamemonitori, mille funktsionaalsust saab muuta ja täiendada.

Nii et pärast südame kontraktsioonide kohta andmete saamist saate oma tervist hinnata järgmiselt. Täiskasvanu normaalne pulss on 60–80 lööki minutis. Sportlastel on see väärtus palju madalam ja füüsilise tegevuse ajal stabiilsem. Naistel on pulss tavaliselt kiirem ja lastel, sõltuvalt vanusest, palju kiirem kui täiskasvanutel. Tuleb märkida, et südame löögisageduse tõus tekib siis, kui kehaline aktiivsus, närvipingetega, suitsetamisega, tee, kohvi ja alkohoolsete jookide tarbimisega. Mõõtke oma pulssi, kui tunnete ärevust ja närvipinge. Pulsi hälbe suuruse järgi saate kindlaks teha, et teil on juba neuroos. Kõige närvilisemad inimesed, kes muretsevad sageli pisiasjade pärast, kurnavad end närvisüsteem, ja kohe süda reageerib kiire pulsiga ja veresoonte süsteem- suurendama vererõhk. Esialgu tekib sellistel inimestel südame-veresoonkonna düstoonia, südameneuroos ja seejärel tekivad tõsised kardiovaskulaarsüsteemi haigused. Kui teie pulss kiireneb vastusena väiksemad hädad, siis peate kiiresti oma kehale puhkust andma ja oma tervise eest hoolitsema. Südame löögisageduse suurenemist üle 100 löögi minutis nimetatakse tahhükardiaks ja see nõuab erilist tähelepanu. Sel põhjusel peaksite kindlasti pöörduma arsti poole. Südame löögisageduse langust alla 50 löögi minutis nimetatakse bradükardiaks ja see nõuab samuti erilist tähelepanu. Sel põhjusel peaksite kindlasti pöörduma arsti poole, välja arvatud juhul, kui olete sportlane või joogaga. Südamepuudulikkuse korral on pulss väga aeglane ja nõrk. Südamepuudulikkus nõuab kohustuslikku arsti kutsumist.

Pulsi rütm määratakse üksikute impulsi löökide vaheliste intervallidega. Tervel inimesel on pulsi ajaintervallid alati ühesugused. Arütmia on pulsi ebaregulaarsus, mida iseloomustavad ebavõrdsed intervallid. Irütmiline pulss võib olla mitut tüüpi. Ekstrasüstool on arütmia, mis on seotud täiendava löögi ilmnemisega intervalli ajal. Kodade virvendusarütmia iseloomustab ebaühtlane pulss. Paroksüsmaalne tahhükardia on äkiline tugev südamelöök.

Radioelementide loetelu

Määramine Tüüp Denominatsioon Kogus MärgePoodMinu märkmik
IC1 MK STM32

STM32F103C8

1 Märkmikusse
VR1 Lineaarne regulaator

AMS1117-3.3

1 Märkmikusse
Z1 Kvarts8 MHz1 Märkmikusse
R1 Takisti

100 oomi

1 Märkmikusse
R2-R4 Takisti

10 kOhm

3 Märkmikusse
R5 Takisti

390 oomi

1 Märkmikusse
C1, C2 Kondensaator22 pF2 Märkmikusse
C3-C7, C9 Kondensaator100 nF6 Märkmikusse
C8 Elektrolüütkondensaator220 µF1

IN viimased aastad Fitnesstööstus on välja lasknud palju rindkere pulsikellasid jooksmiseks ja muudeks kardiotreeninguteks. Mitu aastat tagasi hakati esimesi pulsikellasid kasutama personaaltreeninguteks, füüsilise vormi testimiseks ja taastusraviks. Nüüd võib iga fitnessihuviline endale sellise seadme hankida ja seda mitte ainult toodete kasvava populaarsuse tõttu, vaid ka vajaduse tõttu parandada treeningute kvaliteeti ja ohutust, jälgides samal ajal pidevalt pulssi.

Pulsikell rinnal koos kellaga on sporditarvik, mis näitab pulssi reaalajas, võimaldab jälgida lubatud pulssi, kalorikulu, treeninguaega ja läbitud vahemaad. Pulsikella ise kantakse rinnal, edastades juhtmevaba pulsisignaali randmel kantavale kella monitorile.

Südame löögisageduse monitoride eelised

  • Treeningu ohutus. Seade võimaldab teil pidevalt jälgida pulssi, vältides selle maksimaalset pulsi (kriitilist tsooni) ületamast, samuti pulssi vähendada, võimaldades teil hoida pulssi soovitud tsoonis.
  • Treeningu efektiivsus. Pulsikell määrab treeninguks individuaalsed pulsitsoonid nii rasvapõletuseks kui ka üldiseks tugevdamiseks. Arvestus põhineb kasutaja isiklikel parameetritel – vanus, sugu, kaal, füüsiline vorm.
  • Tootlikkus. Seade salvestab teie treeninguteabe, et saaksite vaadata kogu kaloripõletust.

10 parimat pulsikella

Rinnasensoriga pulsikellaga on kaasas kaks pehmest riidest rihma, mis võimaldavad treeningu ajal pidevalt pulssi jälgida. Kell näitab sammude arvu, põletatud kaloreid ja läbitud vahemaad. Rinna pulsikella laius varieerub vahemikus 60 cm kuni 145 cm.. Töötamiseks on komplektis 5 patareid, kruvikeeraja ja ingliskeelne juhend. Ligikaudne maksumus: 3380 rubla.


Pulsikell toetab Bluetoothi ​​ja ühildub iPhone'i ja Androidi mobiilseadmete, arvutite ja GPS-kelladega. Kõrge tundlikkusega rinna pulsiandur on valmistatud veekindlast materjalist, mis kaitseb niiskuse eest ja pehmest elastsest rihmast. Kell näitab põletatud kalorite arvu, distantsi, löökide arvu minutis. Ühildub treenimiseks mõeldud mobiilsete treeningrakendustega. Ligikaudne maksumus: 879 rubla.

3. KYTO


Pulsikell toetab Bluetoothi ​​ja seda saab ühendada iPhone'i ja Androidi seadmetega. Pehme vöö ei tekita ebamugavust ega liikumise jäikust ning seda on lihtne kasutada. Ühildub parimate spordirakendustega. Kell näitab reaalajas pulssi, kalorikulu ja läbitud vahemaad. Ligikaudne maksumus on 1561 rubla.

4.REIZ


Juhtmevaba elektrooniline pulsimõõtja edastab kella monitorile täpse südamelöögisignaali. Vajalikust pulsitsoonist väljumisel vallandub häire, mis tagab ohutu ja tõhus koolitus. Pulsikell on veekindel ja talub kuni 3 meetri sügavust vees sukeldumist. Elastne vöö võtab kuju 66–95 cm. Menüü sees inglise keel. Ligikaudne maksumus: 920 rubla.


Pulsikell toetab Bluetoothi ​​ja ANT-d andmete edastamiseks arvutisse või mobiilseadmesse, ühildub iPhone'i ja Androidiga. Komplekti kuulub 1 patarei. Väga tundlik rinnarihm reguleeritav 66-100 cm Monitor näitab pulssi reaalajas, arvutab kogu kalorikulu treeninguks, distantsi. Maksumus on umbes 1500 rubla.


Juhtmevaba rihm südamerütm Toetab Bluetoothi, ühildub IOS-i ja Android-seadmetega. Võimaldab töötada rakendustega, edastades treeninguandmeid seadmetesse tulemuste jälgimiseks. Pulsikell on veekindel, ei rikne niiskuse sattumisel anduritele ning seda on lihtne puhastada. Sobib igaks kardiotreeninguks. Ligikaudne maksumus: 722 rubla.

7. OUTAD


Elektrooniline juhtmevaba pulsikell koos rinnarihmaga edastab kella monitorile selge südamelöögi signaali. Kui pulsitsooni ülemine ja alumine piir on ületatud (alla 60 lööki minutis, üle 220 löögi minutis), käivitub häire. Käekellal on äratusfunktsioon. Veekindel mudel talub vette kastmisel kuni 3 meetri sügavust. Korpus on terasest, rihm kummist. Ligikaudne maksumus: 807 rubla.


Juhtmeta sportlik rindkere pulsikell jälgib pulssi, kaloripõletust ja treeninguaega. Ühildub mobiilseadmete ja rakendustega. Seadet saab ühendada ka teistega. Vöö on valmistatud nailonist ja spandexist, seda on lihtne kanda ja puhastada. Veekindel, sobib treenimiseks vihmaga. Ligikaudne maksumus on 1324 rubla.


Multifunktsionaalne veekindel juhtmevaba rindkere pulsikell kellaga, mis näitab täpset südamelööki. Olemas on häirefunktsioon, häiresignaal inimesele turvalisest pulsitsoonist lahkumisel. Monitor kuvab põletatud kalorite arvu, läbitud vahemaad ja aega. Treeningu tulemused salvestatakse seadmesse kuus päeva. Ligikaudne maksumus on 1823 rubla.

Seotud väljaanded