Denne case-studien utforsker designprosessen til en bærbar pulsoksimeter som gir nøyaktige signalavlesninger. Den dekker maskinvarehensyn, signalbehandlingsteknikker og valideringsmetoder for å sikre pålitelighet og presisjon i ulike miljøer.

Maskinvaredesignbegreper

Enheten krever en kompakt formfaktor med pålitelige sensorer. En fotoplethysmografi (PPG)-sensor brukes til å detektere oksygennivå og pulshastighet i blodet. Maskinvaren må inneholde en lyskilde, fotodetektor og en mikrocontroller for datainnsamling og behandling.

Strømstyring er kritisk for bærbarhet. Et oppladbart batteri med effektivt strømforbruk forlenger brukstiden. Enheten inkluderer også Bluetooth-tilkobling for dataoverføring til eksterne enheter.

Signalbehandlingsteknikker

Aksessive avlesninger avhenger av effektiv signalbehandling. De rå PPG-signalene filtreres for å fjerne støy ved hjelp av digitale filtre som båndpassfilter. Signalamplifisering og normalisering forbedrer målingsstabiliteten.

Algoritmer analyserer de prosesserte signalene for å bestemme oksygenmetning (SpO2) og pulshastighet. Adaptive filtreringsteknikker bidrar til å kompensere for bevegelsesgjenstander og omgivelseslysinterferens.

Validering og testing

Enheten gjennomgår testing med kontrollerte oksygennivåer og simulert bevegelse for å verifisere nøyaktigheten. Sammenligning med klinisk nivå pulsoksimeter sikrer målingssikkerhet. Brukertesting vurderer enkel bruks- og signalstabilitet i virkelige forhold.

  • Sensorkalibrering
  • Algoritmer for støyreduksjon
  • Batterilevetid optimalisering
  • Trådløs dataoverføring
  • Utforming av brukergrensesnitt