Návrh a realizace simulátoru fotopletysmografického signálu

Jan Novák

Bakalářská práce

Design and Development of Photoplethysmographic Signal Simulator

Anotace:

Cílem této bakalářské práce je sestrojit simulátor fotopletysmografického signálu, který může být využíván ve výuce studentů. Simulátor využívá fotodiod pro zachycení signálu z prstového senzoru pro měření pletysmografie. Tento signál je dále zesílen a pomocí komparátorů ustálen na pevně dané hodnoty. Intervaly svícení světelné červené a infračervené diody prstového senzoru se střídají. Proto je signál vždy jen na jedné z bází dvou tranzistorů. Na kolektory tranzistorů je přiveden simulovaný pletysmografický signál s možnostmi nastavení simulované tepové frekvence v rozmezí 45 až 143 tepů za minutu. Tento signál je generován za pomoci vývojové desky mikrokontroleru ATmega328 Arduino Nano a následných filtrací. Simulátor byl testován na pacientském monitoru EAGLE 4000.

Abstract:

The purpose of this bachelor thesis is to build a simulator of photoplethysmographic signal, which can be used for an education. This simulator uses photodiodes to capture the light from a finger sensor to measure plethysmography. This signal is afterward amplified and stabilized to fixed values by comparators. The lighting intervals of the red and infrared LEDs of the finger sensor alternate. Therefore, the signal is always only on one of the bases of two transistors. A simulated plethysmographic signal is applied to the collectors of these transistors. And there is a possibility of setting the simulated heart rate in the range of 45 to 143 beats per minute. This signal is generated using the development board of the ATmega328 Arduino Nano microcontroller and subsequent filtering. This simulator was tested on an EAGLE 4000 patient monitor.

Klíčová slova

Fotopletysmografie, simulace biologických signálů, Arduino

Keywords

Photoplethysmography, simulation of biological signals, Arduino

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 4. 6. 2021
• Vedoucí: Martin Schmidt
• Oponent: Dan Kamenský

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Bakalářský studijní program / obor:
Elektrotechnika / Biomedicínský technik