Az impulzus-oximéter egy orvostechnikai eszköz, amelyet a nem invazív vér-oxigéntelítettség mérésére használnak. Egy Takuo Aoyagi nevű villamosmérnök 1972 -ben találta ki a Nihon Kohdennél. Ezt követően 1973 -ban indultak az első impulzus -oximéter. Míg az impulzus -oximetria alapelv továbbra is megegyezik a technológia fejlődésére, például az algoritmusok fejlesztésére, a zajszűrés és az előrehaladás pontossága érdekében. Az egészségügyi szakemberek ezeket az eszközöket kritikus ápolási környezetben használják, például sürgősségi kórházakban vagy szobákban. Ez a cikk tartalmazza a MAX30100 Pulse oximéter áttekintést, a munkát és az alkalmazásokat.
Mi a Max30100 impulzus oximéter?
A MAX30100 egy impulzus -oximéter, amely ötvözi az impulzus -oximetriát és a pulzusszámot érzékelők - Így két LED, fotodetektor, optimalizált optika és alacsony zajú analóg jelfeldolgozás, az impulzus-oximetria, valamint a pulzusjel-jelek észlelése érdekében. Ennek a modulnak a működési feszültsége 1,8 Volt és 3,3 Volt tápegységétől függ.
A szoftver egy kisebb készenléti áramú, a tápegység mindig csatlakoztatva. A MAX30100 impulzus -oximéter méri a vér oxigén telítettségének, pulzusának és pulzusszilárdságának szintjét. Tehát egy nem invazív technikát alkalmaz a véren belüli oxigéntelítettségi szintek mérésére.
Hogyan működik a Max30100 impulzus -oximéter?
A MAX30100 impulzus -oximéter -érzékelő úgy működik, hogy a vér oxigéntelítettségét vagy az SPO2 -t és a pulzusszámot PPG -vel (fotoplethysmography) infravörös és pirossal méri. , fotodetektor és jelfeldolgozás a fény abszorpciójának megvizsgálására az ujj egészében. A MAX30100 modul olyan LED -eket tartalmaz, amelyek monokróm piros színű fényt generálnak 660 nm hullámhosszon és IR fényben 940 nm hullámhosszon.
Amikor a fotodiód fényt bocsát ki, az ujját üti, és az oxigénnel kezelt vér elnyeli, míg a fennmaradó fény az ujján tükröződik és az érzékelőt ütközik. Tehát a detektor a kimenet megadásával értesíti és feldolgozza a jeleket. Ez az érzékelő az I2C soros kommunikációs protokollon működik.
PIN -konfiguráció:
Az alábbiakban látható a MAX30100 impulzus -oximéter tűk konfigurációja. Ez a modul hét csapot tartalmaz egy engedélyezve I2C Kommunikációs protokoll a mikrovezérlővel való kommunikációhoz.
- 1. pin (bor): Ez egy impulzus -oximéter modul bemeneti feszültségcsapja, amely a vezérlőből 3,3 V (vagy) 5 V kimenethez csatlakoztatható.
- Pin-2 (SCL): Ez egy I2C - a modul sorozatú CLK csapja, amelyet az I2C soros kommunikációhoz használnak, amelyet a vezérlő I2C órás vonalához csatlakoztatnak.
- Pin-3 (SDA): Ez egy I2C - a modul soros adatai, amelyet a mikrovezérlő I2C adatsorához csatlakoztatnak.
- PIN-4 (INT): Ez az impulzus -oximéter modul aktív, alacsony megszakító csapja, amelyet úgy programoznak, hogy minden impulzushoz megszakítson.
- 5. pin (IRD): Ez egy infravörös LED katód- és LED meghajtó csatlakozási pontja, amely magában foglalja a LED -illesztőprogramot, hogy a LED jeleket meghajtja az SPO2 és HR mérésekhez.
- Pin-6 (RD): Ez egy piros LED katód- és LED vezető csatlakozási pont, amelyet a piros LED vezetésére használnak. If you don’t want to drive the red LED yourself, leave it unconnected.
- Pin-7 (GND): Ez a modul földi csapja.
Jellemzők és specifikációk:
A A Max30100 impulzus oximéter tulajdonságai és specifikációi Tartalmazza a következőket.
- A Max30100 egy impulzus -oximéter modul.
- Ez a modul hét csapot tartalmaz.
- Működési feszültsége 1,8 V -tól 3,3 V -ig terjed
- A bemeneti áram 20 mA.
- Ez a modul integrálta a környezeti fény lemondását.
- Gyors adatkimenetet és magas mintavételi sebességgel rendelkezik.
- Az ellátási áram 1200UA.
- A LED -áram 0 mA -tól 50 mA -ig terjed.
- A LED impulzus szélessége 200us és 1,6 ms között mozog.
- A tápellátás 3,3 V -tól 5,5 V -ig terjed.
- A mérések során az aktuális húzás ~ 600 μA és 0,7 μA készenléti módban.
- A piros LED hullámhossz 660 nm.
- Az IR LED hullámhossz 880 nm.
- A hőmérsékleti pontosság ± 1 ° C.
- Az üzemi hőmérséklet -40 ° C -tól +85 ° C -ig terjed.
Egyenértékű és alternatívák
A MAX30100 Pulse oximéterrel egyenértékű. MAX30102 IC. A MAX30100 impulzus -oximéter alternatívái; Pulse 3+, FSH 7060, ROHM BH1792GLC, Proto Central AFE4490 stb.
MAX30100 Pulse oximéter interfész az Arduino -val
Itt látható az alábbiakban bemutatva a Max30100 impulzus -oximéter -érzékelő modulot az Arduino -val. A modul méri a pulzusszámot és a vér oxigént. A SPO2 -nek nevezett vér -oxigénkoncentráció százalékban mutatja a leolvasást, míg a szívverés/pulzusszám a BPM -es leolvasásokat mutatja.
A Max30100 impulzus -oximetria és a pulzusmérő érzékelő főként két LED -t egyesíti, a fotodetektor , Optimalizált optika és alacsony zajú analóg jelfeldolgozás, hogy észrevegye az impulzus-oximetriát és a pulzusszám jeleit. Ez az érzékelő bármely mikrovezérlővel használható a beteg egészségügyi paramétereinek egyszerű mérésére.
A szükséges alkatrészek hogy ez a modul elsősorban magában foglalja; egy Arduino One tábla, max30100 impulzus -oximéter -érzékelő, 16 × 2 LCD , 10K potenciométer, kenyér , és a vezetékek csatlakoztatása. The connections of this interfacing follow as follows;
- Csatlakoztassa a MAX30100 modul VIN csapját az 5V (OR) 3,3 V -os Arduino tűhöz.
- A modul GND csapja csatlakozik az Arduino tábla GND -tűjéhez.
- Csatlakoztassa a MAX30100 modul I2C csapjait, például az SCL -t és az SDA -t az Arduino A5 és A4 csapokhoz.
Kód:
Az alábbiakban bemutatjuk a Max30100 impulzus -oximéterrel való interfészhez szükséges kódot. Ezt a forráskódot a C programban írják, elsősorban az Arduino IDE -hez. Tehát ez a kód megjeleníti a soros monitor értékét.
#include
#include “max30100_pulseoximeter.h”
#define riport_period_ms 1000
Pulseoximeter POX;
uint32_t tslastReport = 0;
void onbeatDeted ()
{{
Serial.println („Beat!”);
}
érvénytelen beállítás ()
{{
Serial.begin (115200);
Serial.print („impulzus -oximéter inicializálása”); // inicializálja a pulseoximeter példányt
// A hibák általában egy helytelen I2C vezetékek, hiányzó tápegység miatt következnek be
// vagy rossz cél chip
if (! pox.begin ()) {
Serial.println („sikertelen”);
for (;;);
} else {
Serial.println („siker”);
}
pox.setirledCurrent (max30100_led_curr_7_6ma);
// Regisztráljon visszahívást az ütemérzékeléshez
pox.setonbeatDetedCallback (onbeatDeted);
}
érvénytelen hurok ()
{{
pox.Update ();
if (millis () - tslastreport> riport_period_ms) {
Serial.print („pulzus:”);
Serial.print (pox.gheartrate ());
Serial.print (“bpm / spo2:”);
Serial.print (pox.getspo2 ());
Serial.println („%”);
tslastReport = millis ();
}
}
Dolgozó
Miután a MAX30100 Pulse oximéter Arduino kódot feltöltötték, majd nyissa meg a soros monitort az értékek megfigyeléséhez. At first, the values of the BPM and SpO2 will appear as the wrong value but soon you can monitor the right stable reading.
Előnyök és hátrányok
A A Max30100 impulzus oximéter előnyei Tartalmazza a következőket.
- Ennek a modulnak ultra-alacsony energiaellátási működése van.
- Alacsony energiafogyasztással rendelkezik, amely meghosszabbítja az akkumulátor élettartamát a hordható eszközökön.
- Ez a modul kialakítása kicsi, kompakt, optimalizált és hordhatóbarát.
- ALC vagy környezeti fény törlése van, amely csökkenti a környezeti fény beavatkozását a pontos leolvasások biztosítása érdekében, még fényesen megvilágított környezetben is.
- Ennek a modulnak magas SNR vagy jel-zaj aránya van.
- Gyors adatkimeneti képességgel rendelkezik, amely lehetővé teszi a hatékony és gyors érzékelő adatfeldolgozását.
- Ez a modul integrálja az összes szükséges összetevőt, amely egyszerűsíti a tervezést és csökkenti a külső alkatrészek szükségességét.
- Ez lehetővé teszi a LED -áram és az impulzusszélesség programozását azáltal, hogy lehetővé teszi a mérési pontosság és az energiafogyasztás optimalizálását.
- Az on-chip hőmérséklet-érzékelő elősegíti a környezeti hőmérséklet ingadozása miatt bekövetkező olvasási hibák kiegyensúlyozását.
- I2C felületet használ az egyszerű kommunikációhoz egy mikrovezérlőn keresztül.
A A MAX30100 impulzus oximéter hátrányai Tartalmazza a következőket.
- A helytelen ujj elhelyezése vagy a nem megfelelő érintkezés helytelen adatokhoz vezet.
- A mozgási tárgyak, például a rohamok vagy a remegés zavarhatják a jelérzékelést és értelmezést, ami rossz leolvasásokat eredményez.
- A nagy intenzitású megvilágítás, különösen a fluoreszkáló fények akadályozhatják az érzékelők leolvasásait.
- Ezt az érzékelő pontosságát a bőr színe és szélessége befolyásolhatja.
- A körömlakk zavarja az érzékelő azon képességét, hogy pontosan kimutatja a vér oxigén szintjét.
- A hipotenzió vagy a hideg miatti rossz perifériás perfúzió nem megfelelő impulzushullámhoz és téves leolvasásokhoz vezethet.
- A hipotenzív szisztolés BP -leolvasások <80 mm Hg hibás és változó pulzus -oximetriás leolvasást okozhatnak.
- A rendellenes hemoglobinszintek előfordulása helytelen SPO2 -leolvasásokhoz vezethet.
- A túl sok nyomás meghúzza a kapilláris véráramlást, ami csökkenti az adatok megbízhatóságát.
Alkalmazások
A MAX30100 impulzus -oximéter alkalmazása a következőket tartalmazza.
- Az impulzus -oximéter segít az egészségügyi szakembereknek áttekinteni a betegek oxigéntelítettségi szintjét légzőszervi (OR) kardiovaszkuláris problémák révén az időszerű beavatkozások lehetővé tételével.
- Az érzékelő pontossága a leolvasásokon belül alapvető fontosságú a hipoxémia felismerésében, amely elkerülheti a szívelégtelenség és a COPD körülmények szövődményeit.
- Folyamatosan figyeli az életképes jeleket azáltal, hogy a fogyasztók számára betekintést nyújt a nap folyamán egészségükbe és jólétükbe.
- Ez az érzékelő lehetővé teszi a valós idejű pulzusszámot és a vér oxigénszintjének megfigyelését azáltal, hogy drága eszközévé teszi a szív- vagy légzési körülményekkel rendelkező egyének és sportolók számára.
- Az impulzus -oximéter -érzékelő összegyűjtött adatainak személyre szabhatja a képzési terveket, és visszajelzést adhat a szolgáltatóknak a teljesítményükről.
- Az oktatási mező ezt a modult használja annak bemutatására, hogy ezek a modulok hogyan működnek, és betekintést nyújtanak a bio-jel-feldolgozásba.
- Az Arduino testület jól illeszkedik ezzel a modullal, ezáltal praktikus eszköz a hobbisták és a hallgatók számára a bioérzékelés és az elektronika tanulmányozására.
- A fitneszkövetők ezt a modult használják a folyamatos pulzusszám és az oxigéntelítettség megfigyeléséhez, azonnali adatokat szolgáltatva a betegellátás javításához.
Kérjük, olvassa el ezt a linket a Max30100 impulzus -oximéter adatlap -
Így ez a MAX30100 Pulse oximéter modul, a Pinout, a funkciók, a specifikációk, a munka és az alkalmazások áttekintése. Ez egy sokoldalú modul, amelynek pulzusszámú és impulzus -oximetriás -megfigyelési képessége van, amely hatékony és kompakt megoldást kínál a különféle hordható eszközökhöz, például az orvosi megfigyelő berendezésekhez és a fitneszkövetőkhöz. Tehát jól ismert alacsony energiafogyasztásáról és pontosságáról. Itt van egy kérdés az Ön számára, mi a Max30102 IC?
