CC BY
10
1X1:10.608Vrr9.figshare.13299020 LCC - № RA411-415
УДОСКОНАЛЕННЯ ПРИСТРОЮ Ф1ТНЕС - БРАСЛЕТА
Фадiй Олексiй Сергiйович 1
1 Кшвський нацiональний унiверситет 1меш Тараса Шевченка
Corresponding author: Фадш Олекаю Сергшовичу, здобувач вищо! осв1ти, [email protected]
Abstract. The relevance of the topic is due to the widespread introduction of automatic health monitoring devices, including fitness bracelets. This simplifies the control of the body not only in sports but also in everyday life, which is especially important for sick people with cardiovascular disease.
Cardiovascular disease (CVD) is a group of diseases of the heart and blood vessels, which includes the following: hypertension (high blood pressure), coronary heart disease (heart attack), cerebrovascular disorders (stroke), peripheral vascular disease, heart failure, rheumatic heart disease, congenital heart disease, cardiomyopathy. CVD is the leading cause of death worldwide, more people die each year from CVD than from any other disease. 1. An estimated 17.5 million people died of CVD in 2012, accounting for 31% of all deaths worldwide. Of these, 7.4 million died of coronary heart disease and 6.7 million died of stroke. 2. A large diseases are registered in low- and middle-income countries: they account for more than 80% of
Анотащя. Актуальшсть теми пояснясться широким впровадженням пристро'1'в автоматичного контролю стану здоров'я, зокрема ф1тнес - браслети. Це спрощуе контроль роботи оргашзму не тшьки в спорт^ а й повсякденному житп людини, що особливо важливо для хворих людей серцево - судинними захворюваннями.
Серцево-судинш захворювання (ССЗ) це група захворювань серця i кровоносних судин, в яку входять наступш: ппертошя (високий кров'яний тиск), iшемiчна хвороба серця (шфаркт), порушення мозкового кровооб^у (шсульт), захворювання периферичних судин, серцева
недостатшсть, ревматичш захворювання серця, вроджеш вади серця, кардюмюпатп. ССЗ е основною причиною смерт в усьому свт щорiчно вщ ССЗ помирае бшьше людей, нiж вiд будь-яко'1 iншоi хвороби. 1. За оцшками, в 2012 роцi вiд ССЗ померло 17,5 мшьйона чоловiк, що склало 31% вах In 2030,
Dateof Ffeview 17.11.202014:23
ISSN 2311-1100
about 23.6 million people will die from CVD, mainly from heart disease and stroke. These diseases are projected to remain the leading causes of death. Cardiovascular disease (CVD) is called the epidemic of the twentieth century. Yes, now more than a billion people in the world suffer from hypertension. High blood pressure is one of the risk factors for cardiovascular complications. Hypertension is a condition in which a person has high blood pressure. Blood vessels are carried from the heart to all other parts of the body. With each contraction, the heart pumps blood into the vessels.
випадюв смерт в свт. З цього числа 7,4 3. мшьйона чоловш померли вщ iшемiчноi хвороби серця i 6,7 мшьйона чоловш в результат шсульту. 2. Велика пропорщя захворювань рееструеться в крашах з низьким i середнiм рiвнем доходу: на них припадае понад 80% випадюв смертi вiд ССЗ, розподшених майже рiвномiрно мiж чоловшами i жiнками. 3. У 2030 рощ вщ ССЗ, в основному вщ хвороб серця та шсульту, помре близько 23,6 мшьйона оаб. За прогнозами, щ хвороби залишаться основними окремими причинами смертi. Серцево-судинш захворювання (ССЗ) називають епiдемiею ХХ стшття. Так, зараз в свт на артерiальну гiпертензiю страждае понад мшьярд людей. Пiдвищений артерiальний тиск один з факторiв ризику розвитку серцево-судинних ускладнень. Артерiальна гiпертонiя стан, при якому у людини рееструеться пщвищений тиск. По судинах кров переноситься з серця до вах шших частин тiла. З кожним скороченням серце закачуе кров в судини.
Keywords: ф^нес-браслет, приладоконструювання, ССЗ Section: Biosignal Processing
Introduction. Актуальшсть теми пояснясться широким впровадженням пристро'1'в автоматичного контролю стану здоров'я, зокрема ф^нес - браслети. Це спрощуе контроль роботи органiзму не тшьки в спортi, а й повсякденному життi людини, що особливо важливо для хворих людей серцево - судинними захворюваннями.
Серцево-судинш захворювання (ССЗ) це група захворювань серця i кровоносних судин, в яку входять наступш: гшертошя (високий кров'яний тиск), iшемiчна хвороба серця
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
(шфаркт), порушення мозкового кровооб^ (iнсульт), захворювання периферичних судин, серцева
недостатшсть, ревматичнi захворювання серця, вроджеш вади серця, кардюмюпатп. ССЗ е основною причиною смертi в усьому свт щорiчно вiд ССЗ помирае бшьше людей, нiж вщ будь-яко! шшо! хвороби. 1. За оцшками, в 2012 роцi вщ ССЗ померло 17,5 мiльйона чоловш, що склало 31% всiх випадюв смертi в свiтi. З цього числа 7,4 мшьйона чоловш померли вщ iшемiчноï хвороби серця i 6,7 мiльйона чоловiк в результат iнсульту. 2. Велика пропорцiя захворювань рееструеться в крашах з низьким i середшм рiвнем доходу: на них припадае понад 80% випадюв смерт вiд ССЗ, розподiлених майже рiвномiрно мiж чоловiками i жшками. 3. У 2030 роцi вщ ССЗ, в основному вiд хвороб серця та шсульту, помре близько 23,6 мшьйона оаб. За прогнозами, щ хвороби залишаться основними окремими причинами смерт [1]. Серцево-судиннi захворювання (ССЗ) називають епiдемiею ХХ стшття. Так, зараз в свiтi на артерiальну гiпертензiю страждае понад мшьярд людей. Пщвищений артерiальний тиск один з факторiв ризику розвитку серцево-судинних ускладнень. Артерiальна гiпертонiя стан, при якому у людини рееструеться пщвищений тиск. По судинах кров переноситься з серця до вах шших частин тша. З кожним скороченням серце закачуе кров в судини. Кров'яний тиск створюеться силою закачувано! серцем кров^ яке впливае на стшки кровоносних судин (артерш). Чим вище тиск, тим важче серцю закачувати кров [2].
За даними Всесвггньо! оргашзацп охорони здоров'я проблеми з серцево-судинною системою - е одшею з головних причин смертносп [1]. Зараз е можливють самостшно стежити за сво'1'м здоров'ям допомогою засобiв персонально! дiагностики будь-якому мющ без особливих зусиль. Наприклад, контролювати свш тиск за допомогою тонометра, стежити за рiвнем цукру в кровi за допомогою глюкометра, стежити за значенням пульсу-це корисно при заняттях спортом, щоб враховувати кiлькiсть фiзичних навантажень i т.д. Лiкарю необхщно знати про те, як функцюнуе сердечно-судинна система людини для виявлення порушень. Дуже мало фахiвцiв здатш за словами пацiента поставити дiагноз про роботу серця, для цього необхщно розшифрувати сигнали ЕКГ, пульсово'1' хвилi, якi несуть важливу шформащю про ССЗ. Необхiдно переноснi пристрш малих габаритiв для реестрацп декшькох сигналiв одночасно з можливiстю передачi iнформацiï через Bluetooth-iнтерфейс на персональний комп'ютер з подальшою обробкою сигналiв i постановкою дiагнозу лiкарем. Звертае на себе ф^нес -браслет, як компактний, необтяжуючий пристрш, результати якого хворий може самостшно спостер^ати. При синхрошзаци його показниюв з показником роботи серця у виглядi кардюграми можна вiдстежувати роботу серцево - судинно'1 системи.
Objective. Метою дано'1 роботи е удосконалення пристрою ф^нес - браслету шляхом розробки макету апарат для синхронно'1 реестрацп пульсово'1 хвилi i ЕКГ.
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
npu ^OMy BupimyBanu HacTynHi 3aBgaHHa.
1. AHani3 6ygoBH $iraec - 6pacneTy Ta npHcrpoiB EKr. Bu6ip i o6rpymyBaHHa peecrpoBaHHx curaaniB. Ornag npunagiB Ha puHKy gna рeecтрaцГi цнх curaaniB.
2. Po3po6Ka CTpyKTypHoi cxeMH, o6rpymyBaHHa eneMeHTHoi 6a3u;
3. Po3po6Ka пpннцнпoвoi cxeMH i gpyKOBaHoi nnaTH npHcrpoi.
Materials and methods. 3 aHani3y niTepaTypu BH3HaneHo, ^o $iraec -6pacneTH e abox TuniB. nepmHH BHMiproe nacrory cep^BHx CKoponeHb, a gpyrux KpiM Toro ^e apTepianbHHH thck. B ocHOBHOMy 6pacneTH BHKopucroByroTb cnopTcMeHH Ta Monogb. HaaBHicTb TaKux npHcrpoiB Mo^e BHKnuKaTH iHTepec y nrogen noxunoro BiKy -gna caMoKornponro. Ane $iraec -6pacneTH, ^o BHMiproroTb apTepianbHHH thck MaroTb pag HegoniKiB. Bohh BHMiproroTb thck He 6e3nocepegHbo, a giroTb 3a gonoMororo o6xigHHx mnaxiB, aKi cunbHo noB'a3aHi 3 nporpaMHHM 3a6e3neneHHaM, ag^e Hea6uaKa nacraa gocToBipHocTi 3a^e^HTb Big npaBHnbHocri npopaxyHKiB. noxu6Ka cKnagae go 20%. TaKo« Ha gocroBipHicrb pe3ynbraTiB Mo^e BnnHHyTH cepцeвi 3axBoproBaHHa, TaKi aK TaxiKapgia, apurnia. ToMy BHHHKae noTpe6a b poзpo6цi MiHiaTropHoro npucrporo, curaanu EKr, nynbcoBoi xBHni cHHxpom3oBam 3 noKa3HHKaMH.
Po3rnaHyri craHgapTHi cxeMH iHTerpoBaHHx KaHaniB peecrpa^i curaaniB eneKTpoKapgiorpaMH i nynbcoBoi xBHni Phc. 1, phc. 2.
BY (SPI)
Phc 1. CTpyKTypHa cxeMa iHTerpoBaHoro KaHany peecrpa^i EKr-curaany: EE- 6noK eneKTpogiB, rTC- reHepaTop TaKToBHx curaaniB, EK-6noK KoMyTa^i,
nY-nporpaMoBaHi iHcrpyMeHTanbHi nigcunroBani,
EO- 6noK ^inbrpa^i,
AUP- aHanoroBo-^^poBon nepeBoproBan,
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
БУ-блок управлшня,
ГТ1- тактовий генератор,
ЛНП- лiнiйний перетворювач напруги
Рис. 2. Структурна схема штегрованого каналу реестрацГi ПХ:
О -оптрон,
Т1У- транс iмпендансний тдсилювач, У i БФ- пiдсилювач i блок фiльтрацГi, 1У- iнструментальний тдсилювач, АЦП- аналогово-цифровий перетворювач, ЦФ- цифровий фшьтр, БУ-блок управлшня,
ДП / ЦАП- драйвер струму i цифро-аналоговий перетворювач, ДМ^агностичний модуль.
На базi цих схем створена структурна i принципова схеми пристрою для синхронно'1' реестрацп ЕКГ i ПХ. Схема включае декiлька блокiв. Принципова схема виконана на мiкросхемi ADS1292R. Верая ADS1292R включае функцiю реестрацп частоти дихальних руав шляхом вимiрювання опору дiафрагми.
Електроди, встановленi на тш людини, рееструють електричнi коливання (змши рiзницi потенцiалiв) i передають 1'х мiкросхемi ADS1292R (рис. 3.4), де вщбуваеться фiльтрацiя i посилення сигнала. АЦП, вбудований в мшросхему ADS1292R, перетворюе сигнал в цифровий код, який потсм
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
nepegaeTbca Ha MK. ^ani Kog 3anucyeTbca b pericrp naM'aTi KepoBaHoro MiKpoKoHTponepa (MK) nepe3
I2C-iHTep^enc.
Phc. 3. CTpyKTypHa cxeMa npucrporo gna chhxpohhoi peecrpa^i EKr i nx
PHC. 4. Пpннцнпoвa cxeMa MiKpocxeMH ADS1292R
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
Блок видшення зубца R. Електроди, встановлеш на тш людини, рееструють електричнi
коливання (змши рiзницi потенцiалiв), i передають ix MiKpocxeMi AD8232, яка виконуе функцп фiльтра високих частот i тдсилювача. Мiкросxема формуе аналоговий сигнал ЕКГ i видiляе з сигналу R-зубщ, якi через послiдовний iнтерфейс I2C записиваються в пам'ять МК i через Bluetooth-модуль виводяться на екране ПК.
Для реестрацп пульсово'1' xвилi використовувався модуль, що складаеться з мшросхеми AFE4490 i датчика реестрацп сигналу пульсово'1' xвилi NellcorOXI-A / N.
В ходi проведено! роботи була розроблена друкована плата в програмному середовищi CircuitMaker, з розташованими на нiй мiкросхемами для реестрацп ЕКГ-сигналу, видшення R-зубщв, реестрацп пульсовох хвилi, визначення положення тша людини; для управлiння всього пристрою використовуеться мшроконтролер, передача зiбраних даних здiйснюеться за допомогою Bluetooth-штерфейс, через USB-порт пристрiй пiдключаеться до мереж для пiдзарядки АБ..
Conclusions. За результатами дослiдноï роботи мапстра зробленi наступнi висновки.
1. Визначено, що для самодiагностування лiтнiй людей необхщно удосконалить фiтнес -браслет шляхом розробки пристрою з синхронною реестращею сигнала електрокардюграми та пульсовоï хвилi.
2. Розроблена структурна, а на ïï основi принципова схема для синхронноï
реестрацп ЕКГ i ПХ, яка вiдрiзняеться безпровiдним живленням; включае в свш склад
акселерометр для фшсацп положення тiла людини. Виконана з елеменпв мiкроелектронiки.
3. Розроблена друкована плата пристрою в програмному середовищi CircuitMaker, з розташованими на нш мшросхемами для реестрацп ЕКГ-сигналу, видшення R-зубщв, реестрацiï
-
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
пульсово'1 хвил^ визначення положення тiла людини; для управлшня всього пристрою
використовуеться мшроконтролер, передача зiбраних даних здiйснюeться за допомогою Bluetooth-iнтерфейс, через USB-порт пристрiй пiдключаеться до мережi для тдзарядки АБ.
Disclaimers: The author declares that they have no financial or personal relationships that may have inappropriately influenced them in writing this article.
Conflict of interest statement: The authors state that there are no conflicts of interest regarding the publication of this article.
ISSN 2311-1100
REFERENCES:
CC-BY-NC
1. Десова А, Дорофеюк А, Анохин А. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ ЗНАЧИМОСТИ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ КОМПОНЕНТ РИТМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ПУЛЬСОВОГО СИГНАЛА ПРИ ДИАГНОСТИКЕ ПСИХОСОМАТИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ДЕТЕЙ ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА, "Физиология человека". Физиология человека. 2017;(1):28-34..
2. Кадис Р. Измерение аналитического сигнала или измерение содержания аналита?. Журнал аналитической химии. 2013;68(3):302-308..
3. Шлык Н. Управление тренировочным процессом спортсменов с учетом индивидуальных характеристик вариабельности ритма сердца. Физиология человека. 2016;42(6):81-91.
4. Федосовский М.Е. Разработка и развитие методологических положений автоматизированного проектирования на базе методов математической теории категорий. Кибернетика и программирование. 2017;3(3):10-22.
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
PLAGIARISM REPORT:
Results
Scan Properties
Number of Words : 983 Results Found : 7
To or From To or From
Binary Translator PDF Converter
О
83'/. • 0% Unique
Make it Unique Start Now Soarcn
Серцево-судннт захворювання (ССЗ) це група захворюЕань серця i кровоносних судии, в яку входить наступи: гшертонн (висоызй кров'яний тиск), 1шем1чна хвороба серця (шфаркт), порушення мозкового кровообиу (шсулы), захворюваиия периферичния судив, серцева нед0статн1сть, ревмагачш захвсрюваяня серця, врсджеш вади серия, кардюмюпати. ССЗ с
! 2012 рош Е1Д ССЗ померло 17,5 ас, що склало 31% вах внпадюв смерп в свт. 3 цього чнсла 7,4 ¡к померли В1Д 1шем1Чно1 хвороби серия 16,7 шльйона чоловис в резулыап щсульту. Z Велика пропоршя захворювань рееструегься в крашах з ннзьким 1 середнш ршнем доход;': на них припада« понад 80% випадыв смерп вцц ССЗ, розподшених майже р1вном1рно мое чолов!ка.чи 1 жшкамн. 3. У 2030 рощ вщ ССЗ, в основному В1Д хвороб сердя та шеульту, помре блнзько 23,6 мпьйона ос1б. За прогнозами, щ хвороби залишаться основними окремюш причинами смерп [1]. Серцево-судинш захворюваиия (ССЗ) иазивають етдемкю XX си.йпя. Так, зараз в свш на артер1альи>' ппертензио страждае понад мыьярд людей. Пщвищений артер1альний гаек один з фактора ризику розвитку серцево-судинних ускладнень. Аргер^альна ппертошя стаи при якому у людини рееструегься тдвшценнй тиси По судинах кров переноситься з серая до вах шпгах частин тга. 3 кожним скороченням серце закачуе кров в су лини. Кров'яний гаек створюеться силою закачуважп серцем кровь яке впливае на
Similarity 50%
ВСЕСВГГНШ ДЕНЬ СЕРЦЯ - Micbia Sep 27,2020 - Серпе во-«зинт эагаорюва
а №20 'я - пе тр\*па хвороб серая та кроЕн
https://20 pol.city.kharkov.ua/%DO%B2%D1%81%DO%B5%D1%81%DO%B2%D1%96%D1%82% D0%BD%Dl%96%[>0%B9-%DO%B4%DO%B5%DO%BD%Dl%8C-%Dl%81%DO%B5%Dl%8O%D 1%86%D1%8F/
Similarity 25%
методичка профилактика котелюх-docx - ХНМУ
За опшками. в 2012 poai eu сернево-сулишю захворювань (ССЗ) померю 17,5 \альйона чолсв! к, шо склало 31% bcîx випалюв смерп в свт.3 цього...
http://repo.knmu.eduuo/bitstream/l23456789/22295/l/%D0%BC%D0%B5%Dl%82%D 0%BE%DO%B4%DO%B8%D1%87%DO%BA%DO%BO%20%DO%BF%D1%80%[>0%BE%D1%84%D 0%B8%DO%BB%DO%BO%DO%BA%D1%82%DOKB8%DO%BA%DO%BO%20%DO%BAKDQ%BE% Dl%82KD0%B5%D0KBBKDl%8E%DIK85.docx
Similarity 13% У 2030 рощ вщ ССЗ, в ос
