Étape 1: théorie
La fréquence cardiaque est le nombre de battements cardiaques par unité de temps et s’exprime généralement en battements par minute (bpm). Chez l’adulte, un cœur normal bat environ 60 à 100 fois par minute durant le repos condition. Le rythme cardiaque au repos est directement lié à la santé et la condition physique d’une personne et il est donc important de savoir. Vous pouvez mesurer la fréquence cardiaque à n’importe quel endroit du corps où vous pouvez sentir une impulsion avec les doigts. Les endroits les plus communs sont les poignets et le cou. Vous pouvez compter le nombre d’impulsions dans un certain intervalle (disons 15 sec) et facilement déterminer la fréquence cardiaque en bpm.
Ce projet décrit un système de mesures de la fréquence cardiaque de microcontrôleur basé qui utilise des capteurs optiques pour mesurer le changement dans le volume de sang au bout du doigt avec chaque battement de coeur. Le détecteur se compose d’une infrarouge--diode électroluminescente (LED IR) et une photodiode, placés côte à côte comme indiqué ci-dessous. La diode IR transmet une lumière infrarouge dans le bout du doigt (placé sur l’unité de détection) et la photodiode détecte le passage de la lumière qui se reflète à l’arrière. L’intensité de la lumière réfléchie dépend du volume de sang à l’intérieur du bout du doigt. Ainsi, chaque battement de cœur modifie légèrement la quantité de la lumière infrarouge qui peut être détectée par la photodiode. Avec un conditionnement de signaux appropriés, ce petit changement dans l’amplitude de la lumière réfléchie peut être converti en une impulsion. Les impulsions peuvent être considérées plus tard par le microcontrôleur pour déterminer la fréquence cardiaque.
Ce projet est basé sur le principe de la Photopléthysmographie (PPG) qui est une méthode non invasive pour mesurer la variation de volume de sang dans les tissus à l’aide d’une source lumineuse et un détecteur. Depuis le changement du volume sanguin est synchrone pour le battement du cœur, cette technique peut servir à calculer la fréquence cardiaque. Le signal PPG comporte deux volets, souvent dénommés AC / DC. La composante AC est principalement causée par pulsatiles variations du volume de sang artériel, qui est synchrone avec le battement du cœur. Ainsi, le composant de AC peut être utilisé comme une source de données de fréquence cardiaque. Cette composante AC est superposée sur une grande composante DC qui porte sur les tissus et le volume sanguin moyen. La composante continue doit être enlevée pour mesurer du courant alternatif ondulant avec un rapport signal sur bruit élevé. Étant donné que le signal utile de AC n'est qu’une infime partie du signal entier, un circuit d’amplification efficace doit aussi pour extraire les informations souhaitées.
