Κατασκευή σφυγμοξυμέτρου πολλών καναλιών

• Κύριος συγγραφέας: Διγαλάκη, Θεοδοσία
• Άλλοι συγγραφείς: Δερματάς, Ευάγγελος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2008
• Θέματα: Ιατρικά όργανα; Σφυγμοξύμετρα; Pulse oximetres; Oxygen saturation; 621.384 534

Στη διπλωματική αυτή περιγράφεται η κατασκευή ενός σφυγμοξύμετρου, της ιατρικής συσκευής που προσδιορίζει με μη επεμβατικό τρόπο το επίπεδο οξυγόνου στο αίμα καθώς επίσης και το ρυμό των καρδιακών παλμών. Η γνώση του επιπέδου του Οξυγόνου στο αίμα είναι ιδιαίτερα σημαντική σε ασθενείς που βρίσκονται υπό ειδική ιατρική περίθαλψη, καθώς και σε ασθενείς υπό εγχείρηση, αφού η καλή οξυγόνωση είναι ο βασικότερος παράγοντας διαβίωσης. Η κατάσταση που προκαλει από μειωμένη οξυγόνωση ονομάζεται υποξία. Η αρχή λειτουργίας της συσκευής βασίζεται στον εμπειρικό νόμο απορρόφησης του Beer- Lambert και στα χαρακτηριστικά απορρόφησης του ερυθρού και του υπέρυθρου μήκους κύματος φωτός από τη οξυγονωμένη και μη αιμοσφαιρίνη. Κάποιο σημείο του σώματος –στη δική μας εφαρμογή ο δείκτης του χεριού- τοποθετείται σε ειδικό probe, όπου δυο φωτοεκπέμπουσες δίοδοι εκπέμπουν ενναλάξ ερυθρό και υπέρυθρο φως. Στη συνέχεια το μέρος της ακτινοβολίας που δεν απορροφάται από το ανθρώπινο μέλος ανιχνεύεται από δύο φωτοανιχνευτικές διόδους τοποθετημένες στην κάτω πλευρά του δαχτύλου. Το οπτικό σήμα μετατρέπεται από τις διόδους σε ηλεκτρικό. Ακολουθεί ένα αναλογικό κύκλωμα ενίσχυσης, που συμπεριλαμβάνει δύο ενισχυτές και ένα ψηφιακό ποτενσιόμετρο για τη ρύθμιση του κέρδους των ενισχυτών. Το αναλογικό σήμα μετατρέπεται σε ψηφιακό με τη χρήση του ADC12 μετατροπέα που αποτελει περιφερειακό στοιχείο του msp430F169 μικροεπεξεργαστή που χρησιμοποιήσαμε. Ο μικροεπεξεργαστής αυτός επιλέχτηκε για τις ιδιαίτερες δυνατότητες χαμηλής κατανάλωσης που διαθέτει, καθώς επίσης και για την ποικιλία περιφερειακών συσκευών του. Στη συνέχεια με τη βοήθεια του Software που υλοποιήθηκε σε C γλώσσα προγραμματισμού, τα δείγματα που λαμβάνονται από τον ADC12 αφού φιλτραριστούν ώστε να απορριφθεί ο περιβαλλοντικός θόρυβος, διέρχονται από ένα δεύτερο φίλτρο αποκοπής της DC συνιστώσας, η οποία προκύπτει απο την απορρόφηση διαφόρων τμηάτων του δαχτύλου, όπως οι φλέβες, το δέρμα, ο ιστός και το οστό. Έτσι απομένει η AC συνιστώσα που αντιστοιχεί στην αρτηριακή απορρόφηση, η οποία και μας ενδιαφέρει. Τα δείγματα του ΑC πλέον σήματος αποθηκεύονται σε πίνακες για την περαιτέρω μαθηματική τους επεξεργασία ώστε να διεξαχθούν τα αποτελέσματα που αντιστοιχούν στο ρυθμό των παλμων και στο επίπεδο κορεσμού του Οξυγόνου. Επίσης, αξίζει να σημειωθεί ότι γίνεται εκτεταμένη χρήση του Timer A που διαθέτει ο msp430f169 για τον χρονισμό του προγράμματος και τον έλεγχο της διαδοχής των διεργασιών. Αυτό γίνεται ώστε η MCU να παραμένει όσο το δυνατόν μεγαλύτερο χρονικό διαστήμα σε LPM3 (κατάσταση αναμονής με κατανάλωση μικρότερη των 2μΑ και χόνο αφύπνισης μικρότερο των 6μs), όταν δε λειτουργεί, ώστε να μειώνεται σημαντικά η κατανάλωση της συσκευής και δεύτερον για να μπορέσουμε να υπολογίσουμε το χρόνο δειγματοληψίας του προγράμματος ανεξαρτητοποιώντας τον από το χρόνο εκτέλεσης του κώδικα. Τέλος, οι απαίτησεις τουπρογράμματος σε μνήμη είναι 3860 bytes για μνήμη κώδικα, 1785 bytes για μνήμη δεδομένων και 556 bytes για μνήμη σταθερών. Ακόμα οι απάτησης ισχύος ειναι εξαιρετικά χαμηλές αφού η συσκευή λειτουργεί με μπαταρία των 6V.