Dizertatie Burja

CAPITOLUL I Introducere Ingineria biomedicală studiază aparatura de investigare, terapie, monitorizare şi de laborator utilizată în biologie şi în medicină, precum şi principiile, metodele şi tehnicile care stau la baza exploatării acestei aparaturi. Ingineria biomedicală creează modele funcţionale, aparatură medicală, implanturi şi proteze mecanice, organe artificiale. De asemenea, Ingineria medicală presupune nu numai producerea de echipamente biomedicale performante, ci şi utilizarea acestor echipamente în condiţii de calitate a actului medical şi de securitate pentru pacient şi personalul medical. Cele mai simple acţiuni ale vieţii de zi cu zi constituie obiect de studiu pentru specialiştii din domeniul Bioingineriei (biologi, fizicieni, ingineri si medici). Progresele obţinute în domeniul Bioingineriei constituie rezultatele muncii în echipă a bioinginerilor şi a medicilor. Măsurarea presiunii sângelui este deosebit de importantă pentru monitorizarea pacienţilor în timpul anesteziei şi terapiei intensive, precum şi în cazul disfuncţiilor sistemului cardiovascular. De asemenea, monitorizarea ambulatorie (24/48h) a semnalului ECG oferă medicului informaţii despre funcţionarea inimii pe durate de timp mai mari decât în cadrul unei consultaţii de rutină. Astfel sunt surprinse toate situaţiile care apar în decursul unei zile. Înregistrarea se face prin intermediul unor electrozi montaţi pe corpul pacientului conectaţi la un dispozitiv de înregistrare (denumit Holter) prins la şold. Utilitatea monitorizării acestui parametru constă în diagnosticare, prevenţie, evaluarea pe termen lung (pentru afecţiuni care nu pot fi depistate pe înregistrări sporadice) sau în stabilirea medicaţiei administrate unor pacienţi cu tulburări cardiace. Din punct de vedere medical monitorizarea semnalelor ECG este recomandată: pentru diagnosticarea şi evaluarea severităţii aritmiilor cardiace şi a tulburărilor de conducere care sunt intermitente şi nu sunt surprinse în timpul unei electrocardiograme obişnuite; în cazul în care pacientul prezintă simptome de palpitaţii şi pierderi de cunoştinţă; pentru evaluarea eficienţei tratamentului antiaritmic; pentru diagnosticarea ischemiei silenţioase (care produce modificări electrocardiografice, dar nu este însoţită de durere). Presiunea arterială (PA) reprezintă un parametru evaluat frecvent (pe cale non-invazivă), cu uşurinţă şi care oferă date relevante asupra activităţii cardiac, care a fost utilizat în studii şi proiecte de cercetare. Este un parametru utilizat în multe sisteme de telemonitorizare, existând pe piaţă variate modele de aparate utilizabile la domiciliu pentru prelevarea presiunii arteriale. O monitorizare continuă a valorilor presiunii arteriale oferă o acurateţe diagnostică net superioară înregistrărilor realizate ocazional, o dată cu internarea/controlul medical al pacientului. Mai mult, această înregistrare permite diagnosticarea exactă a tipului de hipertensiune, titrarea medicaţiei antihipertensive şi controlul hipotensiunii cu medicaţie. Primul capitol face introducerea in ingineria biomedicala si o descriere succinta a lucrarii de fata; sunt introduse notiuni despre parametrii folositi in telemonitorizare (exemplu: presiune arteriala, semnal ECG, puls). In capitolul II vor fi detaliate metodele de masurare ale pulsului, atat invazive, cat si cele neinvazive, cu precadere pe cele neinvazive, vor fi mentionate aparate de masura pentru masurarea tensiunii arteriale (indirect pentru determinarea pulsului), tehnicile si zonele de masurare. Capitolul III contine informatii despre contributiile personale aduse in cadrul lucrarii si anume dezvoltarea unei aplicatii in mediul de programare LabVIEW, explicatia functionarii acesteia in stransa legatura cu un dispozitiv hardware disponibil in cadrul Facultatii de Electronica si Telecomunicatii al Universitatii Politehnica din Timisoara. Se va descrie diagrama bloc si elementele din panoul frontal. Aplicatia este una de monitorizare a pulsului, citirea datelor putandu-se configura pentru citirea de pe portul serial sau dintr-un fisier   CAPITOLUL II Studiu bibliografic Instrumentatie Biomedicala - Metode de măsurare ale pulsului Sistem de instrumentaţie biomedicală Arhitectura generală a unui sistem de instrumentaţie biomedicală, ilustrată în Figura 2.1, cuprinde: electrozi/traductoare, etaje de amplificare şi filtrare a semnalelor analogice, convertoare A/D şi sistemul de prelucrare numerică (primară) a datelor. Figura 2.1 Amplificatoare de instrumentaţie Măsurătorile de precizie care necesită amplificarea unor semnale de nivel foarte redus, în prezenţa unor tensiuni de mod comun mari, impun utilizarea unor amplificatoare de mare performanţă. Amplificatoarele de instrumentaţie sunt amplificatoare diferenţiale cu CMRR (factor de rejecţie a modului comun) de valori foarte mari si impedanţă de intrare mare. Arhitecturi de sisteme înglobate pentru telemonitorizare foarte precisă, eventual reglabilă în trepte: configuraţia lor este aceeaşi şi poate fi realizată cu componente discrete şi AO sau circuite integrate specializate. Parametrii lor garantează performanţe deosebite într-o gamă mare de variaţie a amplificării A = 1÷1000, deriva termica de maxim 0.5μV/˚C, CMRR = 100÷120dB, neliniaritate sub 0.01%. 2.3 Zgomote şi artefacte: Orice semnal care afectează în mod nedorit un semnal util se numeşte zgomot. Zgomotul este considerat dăunător numai atunci când se suprapune şi se compune (interferă) cu semnale utile. Funcţie de originea faţă de sistemul studiat, zgomotele se clasifică în: zgomot extern şi zgomot intern. Zgomotul extern are drept cauză interacţiunea, de natură electrică, magnetică sau electromagnetică nedorită dintre un circuit (sau un element de circuit) şi mediul exterior. O altă sursă de zgomot extern o constituie etajele de alimentare a circuitelor electronice, precum şi legătura la masă. Efectul zgomotului extern poate fi micşorat prin: ecranare electrostatică şi electromagnetică, plasarea corectă în spaţiu a diferitelor componente electronice şi fire de legătură, eliminarea buclelor de masă, filtrarea, decuplarea, gardarea sau utilizarea surselor de alimentare cu zgomot redus. Zgomotul intern este zgomotul produs în interiorul sistemului (circuitului). Poate fi datorat componentelor interne sistemului (de ex. zgomot termic, de alice, de licărire, de avalanşă) sau funcţionarii dispozitivelor active/circuitelor (de ex. la comutaţia circuitelor digitale). Indicatorul pentru calitatea semnalului în prezenţa zgomotului este raportul semnal – zgomot (S/N) adică raportul dintre puterea semnalului util (Ps) şi puterea zgomotului (Pz) calculate sau măsurate în acelaşi moment şi în acelaşi punct, al unui lanţ de prelucrare de semnal. Dintre zgomotele externe pot fi menţionate următoarele [Gligor 1988] [Strungaru 1982]: • zgomotul de reţea – de frecvenţă (50 Hz) şi armonicile sale, uzual de amplitudine aproximativ 50% din amplitudinea vârf la vârf a semnalului; • semnale biomedicale de altă natură decât cel supus investigării – de exemplu cum ar fi în cazul semnalului ECG zgomotele provenite de la muşchi (zgomot electromiografic, de frecvenţă max. 10KHz) sau respiraţie (de frecvenţă joasă 0.15 – 0.3Hz); • zgomotul de contact electrozi – ţesut apare de obicei la întreruperea contactului dintre electrozi şi ţesut. Fluctuaţiile rapide ale potenţialului de electrod definesc zgomotul electrodului, iar cele lente deriva. • artefactele de mişcare apar datorită modificării impedanţei electrod – ţesut odată cu mişcarea electrodului cauzată de mişcarea subiectului. Dintre zgomotele interne pot fi menţionate următoarele: zgomotul termic zgomotul de licărire (flicker noise), zgomotul de alice şi zgomotul de avalanşă. Filtre active cu amplificatoare operaţionale Filtrele active sunt circuite proiectate să atenueze/rejecteze selectiv anumite componente spectrale ale unui semnal. Ideal un filtru ar trebui să transmită toate frecvenţele utile, fără atenuare şi defazaj, eliminând în acelaşi timp celelalte componente de frecvenţă considerate zgomote. În realitate însă este imposibil de obţinut un astfel de filtru şi se admite până la urmă compromisul dintre caracteristicile impuse de aplicaţia dată şi posibilităţile de realizare. Imperfecţiunile ce caracterizează un filtru activ sunt explicate prin faptul că atenuarea (în dB) în banda de trecere nu este de fapt nulă, iar tranziţia între banda de trecere şi banda de atenuare nu se face brusc, ci lent [Dragu 1981]. Realizarea filtrelor active cu amplificatoare operaţionale prezintă avantajul unei bune independenţe a caracteristicii de transfer de parametri elementelor active utilizate, respectiv de variaţia acestora la modificări ale mediului ambiant. [4] Notiuni Generale despre masurarea pulsului Prelevarea pulsului se realizează automat cu dispozitive ce utilizează frecvent ca metodă de măsurare pletismografia fotoelectrică la nivelul unei artere periferice. 2.1 Definiția pulsului În medicină, pulsul este umflarea și dezumflarea regulată a unei artere ca efect al bătăilor inimii. Poate fi simțit în orice loc care permite arterei să fie lipită de un os, cum ar fi la gât (artera carotidă), la încheietura mâinii (artera radială), în spatele genunchiului (artera popliteală), în partea interioară a cotului (artera brahială) și aproape de încheietura gleznei (artera posterior tibială). Rata pulsului poate de asemenea fi măsurată prin numărarea bătăilor inimii direct. Pulsul este bătaia ritmică percepută la palparea (comprimarea pe un plan osos) unei artere superficiale și care este sincronă cu sistola ventriculară. El ia naștere din conflictul dintre sângele existent în sistemul arterial și cel împins în timpul sistolei. Acest conflict se exteriorizează prin destinderea ritmică a arterei prin "unda pulsului". Frecvența normală a pulsului este de 60–80 bătăi pe minut. [1] 2.2 Presiunea / Tensiunea arterială (TA).Unități 2.2.1 Definitie Presiunea arteriala este presiunea sangelui din interiorul sistemului circulator. . Presiunea arteriala pulsanta rezulta din contractia regulata a inimii (aproximativ in fiecare secunda), care creeaza un sistem de forte ce propulseaza sangele in toate arterele corpului. Tensiunea este forta cu care peretele raspunde la o presiune aplicata. Presiunea (p): forta (F) aplicata unei unitati de suprafata (S) p= Presiunea unui fluid: Componenta statica (presiunea hidrostatica) Componenta dinamica, datorata curgerii (presiune hidrodinamica) p =ρg h + unde: h – inaltimea coloanei de lichid v – viteza de curgere r – densitatea lichidului g – acceleratia gravitationala Variatii fiziologice Măsurarea presiunilor în corpul uman (tensiunea arterială, presiunea intrapulmonară, intraesofagiană, intracelulară, intraoculară etc.) oferă informaţii despre starea zonei investigate. Presiunea în sistemul cardiovascular este caracterizată de o valoare maximă (presiunea sistolică, pS, normal 120...130 mmHg) şi una minimă (presiune diastolică, pD, cca. 70 mmHg) Cifrele normale ale presiunii arteriale se situeaza intre 10 si 14 cmHg pentru maxima si intre 6 si 9 cmHg pentru minima. Dupa organizatia mondiala a sanatatii (O.M.S.), aceste cifre nu trebuie sa depaseasca valoarea 16 pentru presiunea sistolica si valoarea 9 pentru presiunea diastolica. Presiunea diastolica este, in principiu, egala cu jumatate din presiunea sistolica la care se adauga cifra 1. Dar diferenta intre maxima si minima (presiunea diferentiala) poate fi modificata in anumite conditii patologice; se vorbeste atunci de ciuntirea sau de largirea diferentialei: o ciuntire poate fi observata daca forta contractila a ventriculului stang scade; o largire atunci cand o anomalie a valvulei aortice provoaca un reflux sangvin din aorta inventriculul stang (insuficienta aortica). Este un lucru normal sa se constate o crestere progresiva a presiunii arteriale cu varsta si se admite ca normala o presiune sistolica reprezentata prin cifra 10 majorata cu numarul de decenii ale pacientului: astfel, pentru o persoana de 50 de ani, se obtine 10 + 5 = 15 pentru presiunea sistolica, iar pentru un subiect de 20 de ani, 1 + 2 = 12 pentru presiunea sistolica. Este, de asemenea, normal ca presiunea sistolica sa creasca cu 4 pana la 6 centimetrii de mercur in cursul unui efort putin important. Metode de măsurare a tensiunii arteriale Măsurarea presiunii arteriale este posibilă pe două căi: directă, cu o sondă introdusă chirurgical şi indirectă, neinvazivă, de exemplu determinând efectele unei compresii locale: zgomote, oscilaţii, variaţii de impedanţă electrică ş.a. Metode invazive: cateterism Metode non-invazive: Metode palpatorii Metode auscultatorii Metode oscilometrice Măsurarea directă Cateterul Cateterizarea cardiacă Angioplastia Masurarea directa a presiunilor se face folosind traductoare de deformaţie mecanică la ieşirea cărora se obţine semnal electric. Ele pot funcţiona piezorezistiv, capacitiv, inductiv sau optic şi pot fi realizate în tehnologia circuitelor integrate. Traductorul piezorezistiv constă dintr-o punte tensiometrică şi are sensibilitatea în jur de 10-4 (mmHg)-1. Traductoarele capacitive au sensibilitate de cca. 10 ori mai mare, dependenţă mai redusă cu temperatura şi dimensiuni şi consum mai mici. Astfel, ele pot fi cateterizate în artere. În neurochirurgie se folosesc endoradiosonde pentru monitorizarea presiunii intracraniene. Realizate în tehnologia straturilor subţiri, ele pot fi pasive (circuit oscilant LC) sau active (oscilator Colpitts). Elementele de circuit îşi modifică mărimea sub acţiunea presiunii, determinând variaţii ale frecvenţei de rezonanţă. La cele pasive, absorbţia de rezonanţă se face cu un grid-dip-metru. Măsurarea indirectă Masurarea indirecta, neinvazivă a presiunii sanguine arteriale are la bază auscultaţia zgomotelor sub manşeta specială, oscilotonometria în lumenul manşetei, detectarea mişcărilor peretelui arterial sub manşetă sau detectarea curgerii sângelui în aval de manşetă. Metoda zgomotelor Korotkov (Riva-Rocci) se bazează pe detecţia zgomotelor produse de trecerea sangelui prin vasul comprimat din exterior de către manşetă. Aceasta este gomflată la o presiune mai mare decât presiunea sistolică şi apoi degomflată gradat, cu o pantă de cca. 2...3 mmHg/sec. Primul zgomot apărut indică ps iar ultimul - pd. Măsurarea automată înlocuieşte stetoscopul cu un microfon piezoelectric sau cu electret iar manometrul cu un traductor de presiune, circuite de măsurare şi afişare separată a ps şi pd (Figura 2.1). Micşorarea artefactelor (zgomote exterioare, mişcarea pacientului) se face comandând amplificatorul să fie activ pe o durată definită de unda R. Banda de frecvenţă a zgomotelor Korotkov este de 10...150 Hz. [5] Figura 2.1 Prelucrarea pentru identificarea zgomotelor Korotkov Metoda reografică de măsurare a presiunii sanguine foloseşte trei electrozi plasaţi pe piele sub manşetă. Injectând un curent constant de ÎF se poate sesiza variaţia impedanţei ţesutului între electrozi datorată trecerii pulsurilor de sânge, transformată în variaţii de tensiune electrică. Comanda circuitului de măsurare a ps este dată de primul impuls format între electrodul median şi cel inferior. Comanda pentru pd este dată de o poartă {I între semnalul anterior şi semnalul format datorită variaţiilor de impedanţă între electrozii extremi şi cel median. Se pot detecta astfel variaţii mici de impedanţă, respectiv presiuni scăzute (hipotensiune), caz când metoda Korotkov nu poate fi folosită. Metoda ultrasonoră se bazează pe detecţia mişcărilor peretelui arterial prin dreptul rnanşetei corelate cu presiunea în manşetă (Figura 2.2). Conform principiului Doppler, fasciculul US reflectat de arteră şi sângele în mişcare are o deviaţie de frecvenţă faţă de fasciculul incident proporţională cu viteza de mişcare a peretelui şi fluidului reflectant. Pentru curgere normală (p < pd) mişcarea rapidă a arterei încetează, vitezele sunt mai mici şi rezultă o deviaţie de frecvenţă mai redusă, care este folosită la comanda nivelului de trigger al circuitelor care măsoară ps şi pd. Eroarea de măsurare este sub 10 mmHg. Figura 2.2 Metoda reografica Metoda oscilometrică (oscilotonometria) sau metoda celor două manşete are la bază detectarea variaţiilor de presiune Δp produse în două manşete alăturate, acţionate simultan (Figura 3.3). Primul puls de sânge aferent primei manşete (p = ps) determină variaţia Δp1 şi, cu o întârziere, Δp2 . Presiunea sistolică ps este valoarea presiunii în manşete la apariţia lui Δp2 . Pe măsură ce presiunea scade, decalajul între variaţiile Δp scade iar când p = pd acesta este minim. Un traductor de vânt (sesizează Δp ) se montează pe canalele de aer ale manşetelor. Impulsurile provenite de la el comandă circuitele de măsurare şi afişare a presiunii din manşete de la traductorul de presiune absolută. Metodele pletismografice sunt tehnici moderne de sesizare a curgerii sângelui, corelată cu presiunea din manşetă. Pletismografia de volum detectează variaţiile volumului unui deget pe măsură ce manşeta ce înconjoară degetul este degomflată (Figura 2.3). Figura 2.3 Principiul pletismografiei O tehnică modernă de investigaţie este pletismografia electrică de impedanţă, care constă în măsurarea variaţiei rezistenţei electrice ca efect al variaţiei de volum. Daca ρm este rezistivitatea medie a ţesutului segmentului măsurat, Iech lungimea sa echivalentă, Sm secţiunea sa medie şi V volumul măsurat, din formulele R = ρm Iech / Sm = ρm (Iech) 2 / V , rezultă RV = ρm (Iech) 2 = const., adică d(RV) = 0. Obţinem dV / V = − dR / R. Deoarece variaţiile relative de volum sunt mici (< 1 %), măsurarea rezistenţei trebuie făcută cu precizie. Determinările se fac cu patru electrozi: doi sunt pentru injecţia de c.a. de zeci de kHz iar restul pentru măsurare. Variaţiile tensiunii culese de electrozii de măsurare sunt o expresie a variaţiilor de volum. În caz de obturare a segmentului analizat variaţiile de rezistenţă sunt nule. Pletismograful din Figura 3.4 permite determinarea presiunii intraaortice. Generatorul sinusoidal (10kHz) furnizează semnal care trece prin segmentul analizat. Demodulatorul obţine la ieşire semnalul tip presiune, în corelatţe cu sinusoida iniţială defazată în DEF pentru realizarea amplitudinii maxime. Valoarea medie a impedanţei, Z0, se formează în circuitul de referinţă CR. Din curba dZ/dt se citeşte amplitudinea maximă în timpul testului şi amplitudinea staţionară la presiuni mici în manşon. Măsurarea presiunii venoase (< 20mmHg) se face neinvaziv urmărind cu un detector de flux cu ultrasunete momentul blocării circulaţiei venoase. Figura 2.4 Schema bloc a pletismografului de impedanta Pletismografia Pletismografia (“pletos = volum) reprezintă o tehnică de înregistrare grafică a variaţiilor de volum ale unui segment al corpului în funcţie de volumul de sânge conţinut. Principiul de înregistrare este acelaşi, diferă doar tipurile de aparate folosite. Diversele tipuri de aparate se bazează pe principiul transmiterii variaţiilor de volum ale unui segment corporal închis ermetic într-un recipient cu pereţi rigizi, la un aparat care le înregistreză fie direct cu ajutorul peniţei, fie electronic (în acest caz permite amplificarea undelor după necesităţi). Metoda de înregistrare - Pletismografia cu celulă fotoelectrică sau fotopletismografia această metodă necesită o sursă de lumină şi o celulă fotoeletrică; lumina străbate pielea şi este absorbită de sângele circulant; cantitatea de lumină neabsorbită ajunge la celula fotoelectrică producând curent electric, în raport cu cantitatea de lumină primită; curentul electric este amplificat şi înregistrat sub formă de curbă pe hârtie. Fotopletismografia permite înregistrarea indirectă a stării microcirculaţiei cutanate, la nivel de arteriole. cu cât teritoriul examinat va fi mai bine irigat, ţesutul va absorbi mai puţină lumină şi va reflecta o cantitate mai mare de lumină, care căzând pe celula fotoelectrică va da un curent electric mai amplu; când ţesuturile sunt prost irigate, vor absorbi o cantitate mai mare de lumină şi vor reflecta o cantitate mai mică de lumină, care va da un efect fotoelectric mai puţin amplu. Variaţiile sistolo-diastolice de flux sanguin din reţeaua arteriolară cutanată, determină variaţii echivalente ale curentului, iar forma graficului va fi similară cu a pulsului arterial (figura X6). unda pulsului arteriolar are o pantă anacrotă abruptă, un vârf ascuţit şi o undă dicrotă care este concavă la bază; mărimea undei depinde de rezistenţa arterială periferică, unda pulsului fiind amplă când tonusul vasomotor este scăzut şi arterele şi arteriolele sunt dilatate, şi invers, amplitudinea este mică când predomină tonusul vasomotor simpatic. în situaţii patologice, morfologia curbei este profund alterată: o în arteriopatiile cronice periferice (aterosclerotice sau diabetice), unda devine simetrică, cu vârful rotunjit, faza descendentă rectilinie sau convexă în sus, oscilaţii mici, uneori vizibile etc. Fotopletismografia digitală este folosită de mult timp şi pentru determinarea saturaţiei în oxigen a sângelui arterial (SaO2). În acest caz, dispozitivul se numeşte pulsoximetru. Pletismograful este un instrument util pentru aprecierea sistemului circulator, furnizează reprezentarea formelor de undă ale debitului de sânge periferic pulsator, permitând evaluarea atât a proprietătilor sistemului circulator periferic, cât şi central. În aceste cazuri, pletismograful este fixat pe un membru al subiectului investigat. De asemenea, pletismograful este utilizat pentru măsurarea capacitătii plămânilor • Pletismografele pot fi de mai multe feluri: – pneumo-pletismografe (pletismografe de volum), – pletismografe fotoelectrice, – pletismografe de impedanŃă, – pletismografe cu m ărci tensiometrice Aparatele utilizate pentru măsurarea indirectă a presiunii arteriale sunt cunoscute sub denumirea de sfigmomanometre. Un sfigmomanometru este format dintr-o manşetă de presiune, o pompă de mână din cauciuc, prevăzut ă cu o supap ă de reglare, un manometru mecanic (cu mercur sau aneroid) şi conducte flexibile de legătură. Exemple de dispositive pentru masurarea presiunii arteriale: Tensiometru cu mercur M5 fabricatie Kawe – Germania (figura 3.5) Sfigmomanometru mecanic cu manometru aneroid şi stetoscop Tensiometru mecanic Fazzini Dispozitivele semiautomate Dispozitivele automate Dispozitivele pentru încheietura mâinii Dispozitivele pentru deget includ monitorul electronic şi manşeta pentru deget, sau pot fi fixate pe deget. Utilizează una din metodele oscilometrică, pulse-wave sau pletismografică. Monitoarele automate neinvazive pentru presiunea sângelui sunt variante mai sofisticate ale dispozitivelor automate care permit suplimentar înregistrarea presiunii pacientului în intervale de timp stabilite, în mod automat, periodic. Pot avea şi optiunea de înregistrare a temperaturii, precum şi semnalizare sonoră (alarmă pentru asistente) când au fost depăşite anumite limite. Aceste dispozitive sunt alimentate cu baterii şi utilizează tehnica oscilometrică. Sunt destinate utilizării în clinici, pentru monitorizarea pacientilor. Monitoarele pentru măsurarea ambulatorie a presiunii sângelui includ manşeta pentru brat şi monitorul electronic cu senzorul de presiune, precum şi o pompă electrică ataşată la centura pacientului. Dispozitivul este programat să înregistreze presiunea sângelui pacientului timp de peste 24 ore, în conditii de activitate normală şi să memoreze datele pentru prelucrări ulterioare. Uzual, presiunea arteriala se masoara cu ajutorul unui sfingomanometru sau tensiometru. Masurarea trebuie sa fie facuta pe un subiect aflat la orizontala dupa 5-10 minute de odihna. Uneori se cere subiectului sa poarte un aparat de masurare ambulatorie a presiunii arteriale (MAPA), sau Holter tensional, care inregistreaza pe durata a 24 de ore variatiile de presiune si permite stabilirea unei mai bune estimari a ingrijirii "tensiunii" subiectului. Examinarea pulsului arterial Pulsaţiile arterelor pot fi observate prin inspecţie şi palpare. Palparea pulsului este una dintre cele mai vechi şi preţuite metode de examinare folosite în medicină, rămânând şi astăzi, în epoca investigaţiilor moderne, o metodă simplă, comodă, prin care putem obţine informaţii valoroase, atât asupra activităţii inimii, cât şi a stării circulaţiei. Tehnica de examinare Pulsul se palpează, de regulă prin compresia peretelui arterial pe un ţesut dur, osos, subiacent; o palparea pulsului la nivelul arterei radiale (Figura 2.5) se face în şanţul radial; este cea mai frecventă metodă din practica medicală. Figura 2,5 Zonele de palpare ale pulsului arterial La nivelul extremităţii cefalice: pulsul temporal (a. temporală superficială): anterior de ureche; pulsul facial (a. facială): linia care uneşte unghiul mandibulei cu colţul gurii; pulsul carotidian (artera carotidă): între laringe şi marginea anterioară a muşchiului sternocleidomastoidian, la nivelul cartilajului cricotiroidian. La nivelul membrului superior: pulsul axilar (a. axilară):partea inferioară a peretelui lateral al axilei; pulsul brahial (a. brahială): partea inferioară a braţului, lângă cot; pulsul radial (a. radială): partea laterală a articulaţiei mâinii, la baza policelui, în şanţul radial; pulsul ulnar (a. ulnară): partea medială a articulaţiei mâinii. La nivelul membrului inferior: pulsul femural (a. femurală): jumătatea distanţei dintre simfiza pubiană şi spina iliacă anterosuperioară; pulsul popliteal (a. poplitee): fosa poplitee, cu genunchiul îndoit şi susţinut; o pulsul la nivelul arterei tibiale posterioare: în spatele maleolei interne, la 2 cm posterior; pulsul la nivelul arterei pedioase: faţa dorsală a piciorului, imediat lateral de extensorul lung al halucelui. Principalele zone de palpare ale pulsului arterial 1. Artera temporală; 2. Artera facială; 3. Artera carotidă; 4. Artera brahială; 5. Artera radială; 6. Artera femurală; 7. Artera poplitee (în spatele genunchiului); 8. Artera tibială posterioră; 9. Artera pedioasă dorsală Figura 2.6 Palparea pulsului periferic la nivelul arterei radiale Caracteristicile pulsului Apreciate palpatoriu: Prezenţa/Absenţa. Absenţa poate indica stop cardio-vascular, stare de şoc, ischemie periferică, etc. Simetria şi sincronismul pulsului diferitelor artere. În mod normal, unda de puls arterial are în două puncte arteriale simetrice, aceeaşi mărime şi survine în acelaşi moment. Asincronismul undei de puls se întâlneşte patologic în obturarea arterei cu un trombus, anevrismul aortic, tumorile de trunchi arterial mare, etc. Frecvenţa pulsului reflectă frecvenţa contracţiilor ventriculului stâng. Se apreciază numărând pulsaţiile pe un minut. Cu rare excepţii este egală cu frecvenţa contracţiilor cardiace. 3.4 Unda de puls Unda de puls arterial este o undă energetică care se propagă din aproape în aproape prin peretele arterial fiind generată de activitatea mecanică a inimii. [2] Unda de puls arterial se compune din două unde principale (figura 2.7): unda primară - de la începutul ascensiunii sale până la incizura dicrotă – ID; reprezintă faza sistolică a undei de puls; unda secundară sau dicrotă - de la incizura dicrotă până la sfârşitul curbei; reprezintă faza diastolică a undei de puls. Figura 2.7 Unda de puls arterial Viteza undei de puls la oamenii tineri este în medie 4 m/sec în aortă şi 6 m/sec în arterele periferice. Viteza undei pulsatile depinde de elasticitatea peretelui vascular. Cu vârsta, prin îngroşarea peretelui arterial (plăcuţe de aterom), acesta îşi pierde elasticitatea, devine rigid şi viteza undei pulsatile creşte. 3.5 Detectoare IR pentru puls Detectoarele sunt plasate de obicei pe degete Principiu: raza IR (infrarosie) traverseaza tesutul si apoi este captata de un detector (fotocelula) Absorbtia IR se datoreaza sangelui din capilare Fluxul capilar este mai mare in sistola si mai mic in diastole -> modificari ciclice ale absorbtiei in IR Frecventa de variatie a absorbtiei este egala cu frecventa cardiac Acelasi tip de detector poate masura si nivelul de oxigen din sange (pulsoximetru). [3] Figura 2.8 Pulsoximetre 3.7 Morfologia semnalului ECG Morfologia semnalului ECG arată că acesta este format din unde (deflexiuni), segmente şi intervale, a căror morfologie variază în funcţie de derivaţie. (Figura 4.2.1). Undele sunt perioadele electric active: depolarizare şi repolarizare atrială şi ventriculară. Terminologia undelor are la bază notaţia introdusă de Einthoven şi este standardizată în modul următor: • prima deflexiune a ciclului electric cardiac corespunde depolarizării atriale şi se notează cu P; • prima undă negativă a complexului depolarizării ventriculare notată cu Q; • prima undă pozitivă după Q se notează cu R; • prima undă negativă după R se notează cu S; • repolarizarea ventriculară produce unda T. Segmentele sunt porţiuni de traseu cuprinse între două unde succesive şi reprezintă perioadele de “linişte” electrică reală sau aparentă când semnalul se menţine la linia de baza (izoelectrică). Principalele segmente ECG sunt: segmentul PQ, segmentul ST şi segmentul TP • segmentul PQ corespunde repolarizării atriale: unda de excitaţie parcurge nodul AV – reţeaua Hiss-Purkinje între atrii şi ventricule. Are o durată normală de 0.02 – 0.12sec., poziţionat pe linia izoelectrică (care semnifică 0V); • segmentul ST exprimă tranziţia între depolarizarea şi repolarizarea ventriculară. Sub – şi supra – denivelările sale au semnificaţie patologică. Intervalele sunt serii de unde şi segmente. Intervalele traseului ECG sunt [Alecu 2008]: • intervalul PQ este durata cursei excitaţiei de la generatorul de ritm (nodul sinusal) la musculatura ventriculară; • intervalul QT reprezintă sistola electrică. Nu poate fi interpretat decât în legătură cu frecvenţa cardiacă. Valoare tipică: 370ms la 70bpm; • intervalele PP şi RR – reprezintă lungimea unui ciclu cardiac complet. 3.7.1 Analiza segmentului ST Din segmentul ST sunt extrase trei trăsături: denivelarea ST, panta ST şi forma ST. Procedeul începe cu determinarea amplasării punctului ST. Amplasarea punctului ST depinde de ritmul cardiac. Dacă ritmul cardiac este mai mic de 60bpm, punctul ST se găseşte la 80ms după QRSoff. Dacă ritmul cardiac este mai mare de 60bpm, punctul ST se găseşte la 60ms după QRSoff. Denivelarea ST reprezintă amplitudinea punctului ST. Panta ST este panta (în mV/sec) punctului ST corespunzătoare lui QRSoff (punctul J). Segmentul ST poate avea cinci forme: plat, concav, convex, liniar pozitiv şi liniar negativ. Figura 2.8 Trasaturile segmentului ST [Zigel 1998] Forma ST este determinată folosind un algoritm foarte simplu care compară amplitudinile a trei puncte: punctul aflat la 60ms înaintea punctului ST, punctul ST şi punctul aflat la 60ms după punctul ST. Dacă diferenţa maximă între amplitudinile acestor trei puncte este mai mică de 100µV, atunci forma este plată.  CAPITOLUL III Contributii proprii Achiziţia semnalelor biomedicale, prelevarea, prelucrarea şi extragerea informaţiilor din semnalele biomedicale se realizează prin metode adecvate, bazate pe aparatură electronică performantă, inclusiv sisteme de calcul dedicate în special părţii de prelucrare. Reprezentarea semnalului biomedical în format digital facilitează prelucrarea şi analiza computerizată a sa. Semnalele biomedicale (produse de fiinţele vii) sunt semnale analogice. Pentru a prelucra semnalele cu ajutorul procesoarelor numerice este nevoie de a le transforma în secvenţe numerice prin conversie analog digitală. Conversia analog digitală (A/D) a semnalelor este procesul prin care unui semnal analogic i se asociază o secvenţă de coduri digitale. Conversia A/D presupune eşantionare, cuantizare şi codare [Oppenheim 1989]. Lucrarea prezenta consta in realizarea unui modul hardware (instrument fizic) pentru detectia pulsului si a unui instrument virtual care sa achizitioneze de la modulul hardware, sa prelucreze si sa afiseze datele colectate de la pacient. 3.1 Detectia pulsului 3.1.1 Sistemul de achizitie Proiectul e bazat pe principiu fotopletismografiei (PPG) care masoara variatia volumului de sange in tesuturi folosind o sursa de lumina si un detector. Deoarece modificarea volumului de sange e sincron cu bataile inimii, aceasta metoda este utilizata pentru a calcula ritmul cardiac/ numarul de batai ale inimii pe minut (BPM). Transmisia si reflectivatea sunt cele doua principii de baza ale fotopletismografiei. Pentru transmisia PPG o sursa de lumina emite catre tesut (deget) si un detector de lumina este pozitionat pe partea opusa a tesutului pentru a masura lumina rezultanta. Deoarece adancimea penetrararii luminii prin tesutul organului este limitata, transmisia PPG se aplica unei parti anume din corp, cum ar fi degetul sau lobul urechii. In orice caz, atat sursa de lumina cat si detectorul de lumina sunt plasate pe aceeasi parte a corpului. Lumina emisa in tesut si cea reflectata sunt masurate de detector. Figura 3.1 ilustreaza reflectivitatea unei probe fotopletismografiei pentru a extrage semnalul pulsului din deget. Degetul subiectului (pacientul) este iluminat de un LED, in functie de volumul de sange al tesutului, mai multa sau mai putina lumina este absorbita. Figura 3.1 Reflectivitatea Puterea transmisa de LED-uri este in corespondenta cu fotosenzorul in asa mod, in care rezistenta va varia in aria fotosenzorului dupa atenuarea prin degetul aratator. Deoarece atenuarea variaza in functie de persoana care utilizeaza dispozitivul, vom presupune ca atenuarea este de 80% in medie a luminii transmise. Impreuna cu senzorul se foloseste o retea de rezistente pentru a transforma modificarile rezistentelor in modificari in tensiune. Tensiunea astfel determinata va varia intre 0 si 10mV cu fiecare bataie de inima. In figura 3.2 se poate observa un senzor cu clips care consta in doua LED-uri de mare intensitate care lumineaza tesutul si un fotorezistor (LDR) a carui rezistenta se schimba corespunzator cantitatii de lumina transmisa de la tesut. Figura 3.2 Pozitionarea degetului pe senzor 3.1.2 Extragerea semnalului S-a folosit un filtru trece-banda pentru a indeparta orice interferenta produsa de lumina abientala si de distorsiunile detectiei de nivel. Filtrul folosit va avea o frecventa de taiere de 2.5Hz pentru a permite masurarea precisa a unei rate maxime de 125 batai pe minut cu ajutorul dispozitivului. Pulsul are –14 dB Signal to Noise Ratio (SNR) inainte de a trece prin filtru. Frecventele filtrului trece banda sunt amplificare cu un factor de 40dB cu un mic amplificator de semnal. 3.1.3 Amplificarea semnalului Semnalul extras este prelucrat cu un amplificator pentru a rezulta un semnal de mare amplitudine pentru a servii microcontrolerului ca intrare. Amplificatorul detecteaza fiecare varf corespunzator al semnalului si creaza un semnal de mare amplitudine. Semnalul astfel amplificat si filtrat trebuie sa aiba SNR 20dB pentru a obtine un semnal “curat” de mare amplitudine. S-a folosit un LM385 si un senzor optic TCRT100; semnalul prelevat este amplificat de de doua ori dupa ce trece prin filtrul trece banda (figura 3.3). In final, se obtine iesirea amplificata pe care microcontrolerul o foloseste ca intrare si calculeaza rata batailor pe minut. [6] Figura 3.3 Portiunea circuitului amplificator al semnalului 3.1.4 Circuitul de masurare Schema circuitului este prezentata in figura 3.4. Apasand pinul de Enable va aprinde dioda LED IR si va active senzorul. Un deget plasat deasupra senzorului va contribui ca reflector al luminii incidente. Cantitatea de lumina reflectata de la deget este monitorizata de fototranzistor. Figura 3.4 Circuitul de masurare Iesirea (VSENSOR) de la senzor este sincrona cu bataile inimii. Circuitul descire primul pas catre conditionarea semnalului care suprima componenta DTC and intensifica, oferind un boost slabei componente pulsatile AC, care transporta informatia necesara. [7] 3.2 MEDIUL DE PROGRAMARE LABVIEW 3.2.1 Prezentare generala a limbajului De la prima sa apariţie în 1986, LabVIEW a fost cel mai puternic şi uşor de utilizat program pentru testarea, măsurarea, modelarea şi controlul aplicaţiilor industriale. LabView este un limbaj de programare grafică . El diferă de celelalte medii de programare într-un singur şi important aspect, şi anume, celelalte limbaje sunt bazate pe text, pe când LabView este un mediu de programare exclusiv grafic. La fel ca C sau Basic, este un mediu de programare cu scop general, cu librării de funcţii extensibile pentru orice cerinţă de programare. LabView include librării specifice aplicaţiilor de: achiziţii de date; GPIB şi controlul instrumentelor seriale; analiză de date; prezentare de date şi stocare de date. LabView cuprinde de asemenea unelte pentru depanarea programelor (Debugging Tools): se pot plasa în sursa grafica puncte de control; se poate anima execuţia programului pentru a vizualiza modul fluent în care circulă datele de la începutul până la sfârşitul programului, sau pas cu pas ceea ce permite o uşoară depanare şi dezvoltare a programului. Programele in LabView sunt denumite instrumente virtuale (VIs), pentru că înfăţişarea şi operaţiile sale pot imita instrumentele fizice reale. Totuşi, instrumentele virtuale sunt similare cu funcţiile limbajelor de programare convenţionale. Un VI constă dintr-o interfaţă utilizator interactivă şi o diagramă bloc care reprezintă codul sursă similar limbajelor de programare convenţionale. VI-urile pot fi concepute ca funcţii apelabile în alte VI-uri. Rezultă astfel programe cu organizare ierarhică ce poate fi pusă în evidenţă şi vizualizată prin comenzi disponibile în meniul aplicaţiei LabView. 3.2.2 Instrumentele virtuale Interfaţa interactivă cu utilizatorul a unui instrument virtual poartă numele de panou frontal (front panel), pentru că el simulează panoul unui instrument fizic. Panoul frontal poate conţine butoane, taste, clapete, potenţiometre, grafice şi alte controale sau indicatoare. Utilizatorul poate introduce date utilizând mouse-ul şi tastatura, şi apoi vizualizează rezultatele pe monitorul calculatorului; Instrumentul virtual primeşte instrucţiuni de la diagrama bloc care a fost dezvoltată în LabView. Diagrama bloc reprezintă o soluţie grafică pentru o problemă de programare. Diagrama bloc este, de asemenea, codul sursă pentru instrumentul virtual; Instrumentele virtuale se pot utiliza ierarhic şi modular. Se pot folosi ca programe de nivel superior, sau ca subprograme în alte programe sau subprograme. Un instrument virtual care este utilizat în alt instrument virtual este denumit sub-VI. Cu aceste caracteristici, LabView reuşeşte cea mai bună implementare a conceptului de programare modulară. Programatorul poate împărţi o aplicaţie într-o serie de task-uri, pe care le poate din nou împărţi până când o aplicaţie complicată devine o mulţime de subtask-uri simple. Programatorul construieşte instrumentul virtual pentru fiecare sub-task şi apoi combină VI-urile într-o nouă diagramă bloc pentru a îndeplini un task mai complicat. Conţinutul VI-ului de nivel superior conţine o colecţie de subVI-uri care reprezintă funcţiile aplicaţiei. Pentru că se poate executa fiecare subVI singur, separat de restul aplicaţiei, depanatul este mult mai uşor. Pe de altă parte, unele subVI-uri de nivel inferior de multe ori îndeplinesc task-uri comune multor aplicaţii, deci programatorul LabView poate dezvolta un set specializat de subVI-uri care pot fi integrate în aplicaţiile viitoare. 3.2.2.1 Panoul frontal. Interfaţa cu utilizatorul pentru un instrument virtual este aceeaşi cu interfaţa unui instrument fizic şi se numeşte panou frontal. Panoul frontal este, înainte de toate, o combinaţie de mărimi de control şi indicatori, ce simulează introducerea, preluarea şi afişarea datelor din diagrama bloc a unui instrument virtual. Mărimile de control simulează dispozitivele de intrare şi furnizează date către diagrama bloc a VI-ului. Indicatorii simulează dispozitivele de ieşire care afişează datele achiziţionate sau generate de diagrama bloc a VI-ului. 3.2.2.2 Panoul diagramă Pe măsură ce programatorul dispune de elementele de control şi indicatoare în panoul frontal, simbolurile acestora sunt inserate automat în fereastra ce va conţine diagrama aplicaţiei. Reprezentarea grafică a unui simbol depinde de natura elementului corespunzător (de control sau indicator) de pe panoul frontal şi de tipul datelor manipulate de către acesta. Pe lângă simbolurile elementelor din panoul frontal, în diagramă se mai pot introduce simboluri ale unor constante de diverse tipuri (numerice, logice, alfanumerice etc.), structuri specifice limbajelor de programare (iterative, cauzale, secvenţiale etc.), funcţii matematice cu diverse grade de complexitate şi proceduri pentru comanda sistemului computerizat de măsurare. Diagrama bloc a VI-ului sau, mai exact, codul sursă în formă grafică a unui VI în LabVIEW, se afişează în fereastra ,,Diagram". O astfel de diagramă se construieşte prin legarea obiectelor care trimit sau primesc date, aplică funcţii specifice de transformare a variabilelor sau controlează fluxul execuţiei programului. Aceste funcţii fac parte din biblioteca de funcţii elementare proprie mediului şi nu oferă acces la sursă, iar altele sunt macrofuncţii disponibile în bibliotecile mediului Labview. Ele sunt concepute ca subrutine care permit accesul la sursă până la cel mai scăzut nivel. Semnificaţia zonelor din terminalul unei funcţii sau al unei proceduri poate fi vizualizată într-o fereastră Help de context, în momentul în care cursorul mouse-ului este poziţionat deasupra terminalului respectiv dacă este activat din meniul Help opţiunea Help de context. 3.2.3 Achiziţia de date. Prezentare generală - Funcţiile de achiziţie permit achiziţia/comanda mărimilor de proces prin funcţii dedicate. Ele pot achiziţiona/comanda : mărimi analogice care corespund unei tensiuni echivalente a mărimii fizice măsurate/comandate . marimi binare care corespund datelor cu acest tip de reprezentare. Mediul Labview oferă o paletă bogată de funcţii de achiziţie/comandă care permit realizarea cu mai mult sau mai puţin rafinată a achiziţiei/comenzii. Aceste funcţii sunt sub-VI-uri concepute astfel încât să efectueaze configurarea placii de achiziţie, să citească datele sau să le trimită pe canalele plăcii şi să proceseze apoi aceste informaţii analogice sau binare după strategia de control prestabilită. 3.3 Prezentarea programului Programul afiseaza rata batailor inimii pe minut si filtreaza zgomotul ambiental. El va contine urmatoarele blocuri: DAQ assistant Graficul formei de unda Filtru trece banda Collector module Statistics module Basic multiplication and division module Peak detect module Waveform graph pentru semnalul filtrat 3.3.1 Diagrama bloc a programului Diagrama bloc a instrumentului virtual pentru monitorizarea ritmului cardiac arata ca un sablon al unui design uzual folosit in LabVIEW care consta in colectarea datelor, procesarea acestora iar mai apoi afisarea rezultatelor (figura 3.1) Figura 3.1 Diagrama bloc Explicatia diagramei bloc: 1. Buton de stop – comanda va trimisa la circuitul de achizitie pentru a opri comunicarea cu hardware-ul si opreste executia aplicatiei 2. Simularea semnalului de batai ale inimii este pe fals: DAQ este capabil sa preia informatia de la un dispozitiv real de masurare sau 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12 ▪DAQ assistant - esantioanele au fost prelevate la fiecare 30 de secunde, in mod RSE (in raport cu groundul); ▪Bandpass filter vi - netezeste curba pentru a izola varfurile impulsurilor; setat sa functioneze ca un filtru “de netezire” printr-o tehnica cu medie mobila; ▪Filtru Butterworth - atenueaza zgomotul ambiental; seteaza un filtru trece-jos; rata de esantionare este de 4 kHz; filtru de ordinul 5 pentru a maximiza eficienta; ▪Peak detector vi - numara varfurile din matricea de date; varfurile sunt dublate si afisate la iesirea unui indicator numeric ca rata a pulsului in batai pe minut.  3.2.2 Panoul frontal al programului Panoul frontal al instrumentului virtual pentru monitorizarea ritmului cardiac contine un grafic unde se poate observa semnalul care vine de la senzorul ce masoara fizic activitatea unui presupus pacient. Semnalul afisat cu culoarea rosie este pragul care este folosit in algoritmul pentru detectia varfurilor si ce poate observa cu acesta prag variaza pentru a putea calibra amplitudinea semnalului de intrare. POZA PANOU FRONTAL ▪Waveform chart-afiseaza semnalul EEG ▪Pulse rate numeric indicator-afiseaza rata pulsului (BPM) ▪Time count-down indicator ▪Stop button-termina imediat executia programului dace este nevoie. Programul de analiza a ritmului cardiac, este o aplicatie controlata printr-un meniu, care permite analiza off-line a datelor. In versiunea actuala, fiecare proces trebuie sa corespunda unei conditii, desi utilizatorii pot pastra orice conditie de denumire a fisierelor. Dupa ce fisierele sunt selectate pentru analiza, programul va afisa forma de unda a ritmului cardiac intr-o fereastra pentru grafice. Deoarece multe dintre elementele de interfata sunt componenete native ale LabView, utilizatorii au o mare flexibilitate in ceea ce priveste personalizarea multor proprietati ale elementelor de interfata. Programul va salva aceste proprietati intr-un fisier de configurare care este initializat automat la urmatoarea incarcare a programului. Evaluarea corecta si fiabila a functiei cardiovasculare este critica intr-o gama larga de domenii clinice si de cercetare. 3.4 Rezultate experimentale  CAPITOLUL IV Concluzii Literatura de specialitate [Stewart 2003] [Roberts 2004] [Boros 2007] [Varshney 2009] propune spre monitorizare o serie de parametri fiziologici, alegere ce diferă în funcţie de patologii, posibilităţi tehnice şi financiare. Dintre aceştia, vor fi menţionaţi cei consideraţi relevanţi pentru afecţiunile frecvent telemonitorizate. Termenul “parametri vitali” se referă la măsurarea ritmului cardiac, a frecvenţei respiratorii, a presiunii arteriale, a temperaturii corpului şi a saturaţiei oxigenului din sânge, deoarece aceste mărimi sunt vitale organismului uman [Yang 2008]. În afară de aceştia mai sunt monitorizaţi şi alţii, care nu sunt consideraţi vitali (de ex. concentraţia de glucoză din sânge). Ritmul cardiac (pulsul) este un parametru fiziologic frecvent utilizat în telemonitorizare deoarece permite o evaluare a stării generale a pacientului, tulburările de ritm cardiac fiind înregistrate prompt, iar variaţiile putând fi uşor diferenţiate între anormale/normale. Reţelele de senzori cu comunicaţie radio (fără fir) au cunoscut în ultima perioadă o dezvoltare semnificativă fiind considerate una dintre cele mai importante tehnologii ale secolului XXI. Aceasta se datorează în primul rând faptului că, prin modul de transmisie (undele radio) a datelor, se elimină complet cablurile de legătură. Conectivitatea radio furnizează infrastructura şi suportul mobil pentru monitorizarea în timp real şi peste tot a pacientului precum şi sistemul de urmărire pentru răspuns în caz de alarmă (urgenţă). Standarde de comunicaţie pentru transmisii radio Reţelele de senzori cu comunicaţie radio funcţionează în benzi de frecvenţe pentru care nu este necesară licenţă. Dintre benzile 433MHz, 868MHz sau 2.45GHz (frecvenţele mai mari nu sunt potrivite deoarece echipamentele sunt mai scumpe iar propagarea undelor radio pune probleme), banda 433MHz este supraaglomerată (toate sistemele de deschidere automată a uşilor, multe sisteme de alarmă şi altele lucrează în această bandă), se utilizează uzual benzile de 868/915MHz şi 2.45GHz. Standardele de comunicaţie pentru implementarea reţelelor de senzori sunt elaborate funcţie de rata de transfer, distanţa maximă de acoperire, nivelul de securitate, imunitatea la perturbaţii şi costul implementării. Cele mai utilizate standarde sunt IEEE 802.11b/g (WiFi), IEEE 802.15.1 (Bluetooth), IEEE 802.15.4 (ZigBee). Ele caracterizează echipamente de tip SRD (Short Range Devices) cu putere de emisie foarte mică (max. 1mW), cu rază de acţiune mică (de ordinul metrilor), capabile să primească la intrare semnale digitale şi să le transmită către centrul de control al reţelei. Bibliografie [1] www.wikipedia.ro [2] http://www.umfcv.ro [3] http://www.mfi.ku.dk/ppaulev [4] http://www.ace.tuiasi.ro/ (Rotariu) [5] http://www.umfiasi.ro/masterate/Suporturi%20de%20curs/Facultatea%20de%20Bioinginerie/Curs%20Electronica%20Medicala,%20an%20III/Cap1_prez.pdf [6] Design and Development of a Heart Rate Measuring Device using Fingertip ( M.M.A. Hashem1, Rushdi Shams2, Md. Abdul Kader3, and Md. Abu Sayed4 [7] http://embedded-lab.com/blog/introducing-easy-pulse-a-diy-photoplethysmographic-sensor-for-measuring-heart-rate/ [8] http://abiolabakare.weebly.com/uploads/1/8/8/5/18853604/how_to_build_a_simple_heart_rate_monitor1.pdf [9] http://www.ni.com/tutorial/14247/en/ 21