Měření biosignálů s audiovizuálním výstupem

David Kočnar

Bakalářská práce

Measurement of Biosignals with Audiovisual Output

Anotace:

Cílem této bakalářské práce bylo vytvořit audiovizuální výstup pro vybrané biosignály. V hardwarové části bylo realizováno předzpracování, dvou EMG, PPG a EKG biosignálů, které upravují napěťovou úroveň a filtrují nežádoucí frekvence, aby bylo možné tyto biosignály dále zpracovávat. Audio výstup byl tvořen ve dvou formách, které se dají libovolně měnit pomocí přepínačů. První varianta vytváří akustický signál pomocí napěťově řízených oscilátorů, jejichž tónina je nastavena pomocí pasivních součástek. Druhá možnost využívá mikroprocesoru ESP32, na jehož analogové vstupy jsou přivedeny výstupy předzpracování biosignálů. V prvním kroku probíhá kalibrace a vytvoření podmínky pro spouštění zvuku z SD karty. Celé toto předzpracování spolu s tlačítky a kabeláží pro připojení subjektu k desce je uloženo v kufru značky NANUK. Napájení zajišťuje powerbanka uvnitř kufru. Ve víku kufru je zabudovaný LCD displej, pomocí kterého lze zobrazit právě měřený signál přes aplikaci arduino. Na konci této práce byla ověřená funkčnost pomocí měření na subjektech. Vyrobený kufr bude sloužit jako reprezentační materiál oboru Biomedicínského inženýrství a zároveň bude využíván pro výukové účely Vysoké školy Baňské - Technické univerzity Ostrava.

Abstract:

The aim of this bachleor thesis was to create an audiovisual output for selected biosignals. In the hardware part, preprocessing, two EMG, PPG and ECG biosignals were implemented to adjust the voltage level and filter out unwanted frequencies in order to process these biosignals further. The audio output was created in two forms, which can be freely changed using switches. The first variant produces an acoustic signal using voltage controlled oscillators whose pitch is adjusted using passive components. The second option uses the ESP32 microprocessor, whose analogue inputs are fed with biosignal preprocessing outputs. In the first step, calibration and creation of the condition for triggering sound from the SD card takes place. All this preprocessing, together with the buttons and wiring to connect the subject to the board. is stored in a NANUK case. Power is provided by a powerbank inside the case. In the lid of the case there is a built in LCD display, which can be used to display the currently measured signal via the arduino application. At the end of this work, the functionality has been verified using measurements on the subjects. The produced case will serve as a representative material of the field of Biomedical Engineering and will also be used for teaching purposes of VŠB - Technical University Ostrava.

Klíčová slova

Pletysmografie, elektromyografie, elektrokardiografie, předzpracování biosignálů, návrh a vytvoření DPS desky, audio výstup, kufr.

Keywords

Plethysmography, electromyography, electrocardiography, biosignal preprocessing, PCB design and creation, audio output, arduino, case.

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 1. 6. 2023
• Vedoucí: Michal Procházka
• Oponent: Jakub Foltýn

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Bakalářský studijní program:
Biomedicínská technika