Viete čo je fotopletysmogram? Že nie? Čítajte ďalej a zoznámte sa s metódou ako pomocou svetla môžeme niečo zistiť o činnosti srdca.

Fotopletysmogram je časový diagram, v ktorom je zaznamenaná zmena intenzity prejdeného svetla cez tkanivo, ktorá závisí od jeho prekrvenia. Prekrvenie sa mení v rytme činnosti srdca, ktoré pumpuje krv do tkanív. Táto metóda sa používa v medicíne v prístrojoch nazývaných oximetre, ktoré vedia na základe prejdeného svetla cez prst stanoviť mieru okysličenia krvi a pulz.

V našom experimentálnom cvičení si zaznamenáme náš vlastný fotopletysmogram a z neho stanovíme periódu, frekvenciu činnosti srdca a pulz. Princíp merania je zrejmý z obrázka. Tkanivo prsta sa osvetlí infračervenou LED diódou a odrazené svetlo sa zaznamenáva fotodetektorom. Z údajov získaných foitodetektorom sa vytvorí  časový diagram intenzity svetla, ako môžete vidieť na obrázku pod textom.

Čo budeme potrebovať?

• Senzor MAX 30102
• Raspberry Pi Pico
• USB kábel na prepojenie Raspbery a počítača
• Počítač, notebook s Windows

Ako budeme postupovať?

Najprv si vyrobíme "krabičku" so senzorom MAX30102, ktorým budeme snímať prekrvenie tkaniva.

Krabičku môžeme vytlačiť na 3D tlačiarni.

Do nej vložíme Raspberry Pi Pico, ku ktorému pripojíme senzor MAX30102. Do Raspberry nahráme v prostredí Arduino IDE program, ktorý bude odosielať dáta zo senzora do počítača.

Krabička so senzorom pripravená na meranie.

Do počítača nahráme program v Pythone, ktorý bude dáta prijímať a zobrazovať.

Pripojíme USB káblom krabičku k počítaču a spustíme merací program, ktorý je vytvorený v jazyku Python. V programe vyberieme COM port, na ktorý je pripojené Raspberry. Stlačíme Štart a priložíme na senzor bruško prsta, ako ukazuje obrázok vyššie.

Získame fotopletysmogram (modrý), na ktorom označíme  výrazné minimá. Čas medzi dvoma minimami je perióda srdcovej činnosti. Zelené stĺpiky označujú okamih najväčšej zmeny intenzity odrazeného svetla.

Teda perióda je T = (t₂ - t₁) / 3 = 0,6933 s
Frekvencia je f = 1/T = 1,442 Hz. Táto hodnota krát 60 je pulz:
V našom prípade 60*1,442=86,5 úderov srdca za minútu

Materiály na stiahnutie

• Program pre Raspberry Pi Pico  RapsberryPiPico-Arduino-Fotopletysmogram.zip 

• Merací a vyhodnocovací program v Pythone pre notebook MeraniePulzuSrdca_(1.1.3).zip

• Návod na praktické cvičenie Meranie_Periody_a_Frekvencie_Srdca-protokol_v2.pdf

• 3D model krabičky (doplním)

• Návod na zhotovenie krabičky a zapojenie (doplním)

Ďalšie informácie o aktivite a programoch vám rád poskytnem na adrese jancekm@gsa.sk