Metody měření tepové frekvence pro integraci do ortotických a protetických pomůcek

Abstract

Diplomová práce se zabývá metodami měření tepové frekvence pro integraci do ortotických a protetických pomůcek. Cílem práce bylo ověřit možnost měření tepové frekvence přes mezilehlou silikonovou vrstvu a porovnat optický a kapacitní princip měření za stejných experimentálních podmínek. Byly navrženy a realizovány tři měřicí moduly s obvody ADPD1080, FDC1004 a AD7745, samostatný firmware pro každý modul a společná uživatelská aplikace pro konfiguraci zařízení, záznam a vyhodnocení dat. Experimentální měření bylo provedeno na 10 dospělých dobrovolnících v oblasti stehna přes silikonovou vrstvu o tloušťce 4 mm. Kapacitní moduly s obvody FDC1004 a AD7745 v daném uspořádání neumožnily spolehlivé stanovení tepové frekvence. Nejlepších výsledků dosáhl optický modul s obvodem ADPD1080, který jako jediný poskytl signál dostatečné kvality pro validaci vůči referenčnímu měření. Na základě dosažených výsledků byl pro další vývoj senzoru určeného pro integraci do ortotických a protetických pomůcek zvolen optický princip.

This thesis deals with heart rate measurement methods intended for integration into orthotic and prosthetic devices. The aim of the thesis was to verify the possibility of measuring heart rate through an intermediate silicone layer and to compare optical and capacitive measurement principles under the same experimental conditions. Three measurement modules based on ADPD1080, FDC1004, and AD7745 were designed and implemented, together with separate firmware for each module and a unified user application for device configuration, data recording, and data evaluation. Experimental measurements were carried out on 10 adult volunteers in the thigh area through a 4 mm thick silicone layer. In the given arrangement, the capacitive modules based on FDC1004 and AD7745 did not allow reliable heart rate estimation. The best results were achieved with the optical module based on ADPD1080, which was the only one to provide a signal of sufficient quality for validation against the reference measurement. Based on the obtained results, the optical principle was selected for further development of a sensor intended for integration into orthotic and prosthetic devices.