Details

Объект исследования – измерительная система на основе полимерного оптического волокна опрашиваемая смартфоном для измерения пульсовой волны человека. Цель работы – создание дешёвого волоконно-оптического датчика на основе полимерного волокна для регистрации сигнала пульсовой волны и его опрос при помощи смартфона. В ходе работы было создано два чувствительных элемента, модулирующих интенсивность отраженного излучения. С их помощью были измерены пульсовые волны на небольшой выборке испытуемых. Было проведено визуальное сравнение сигналов пульсовых волн и количественное сравнение их характеристик при помощи следующих метрик: соотношение сигнал-шум, повторяемость интервалов волн и повторяемость декомпозиции пульсовых волн на шесть гауссовых функций. Было показано что, во-первых, показания первого чувствительного элемента более стабильны, чем второго; во-вторых, сигнал-шум пульсовой волны при опросе датчиков при помощи смартфона в несколько раз выше, чем при опросе при помощи фотодетектора с АЦП; в-третьих, качество регистрируемых пульсовых волн при помощи первого чувствительного элемента, опрашиваемого смартфоном не намного уступают таковому для известной ранее дорогостоящей системы с волоконно-оптическим интерферометром Фабри-Перо со спектральным опросом. Результаты работы могут найти применение в медицине для создания недорогих носимых персональных систем мониторинга состояния здоровья человека.

The subject of the graduate qualification work is a measuring system based on a polymer optical fiber interrogated by a smartphone to measure a person's pulse wave. The given work is devoted to creating a cheap fiber–optic sensor based on polymer fiber for recording a pulse wave signal and interrogation it using a smartphoneIn the course of the work, two sensitive elements were created that modulate the intensity of reflected radiation. With their help, pulse waves were measured on a small sample of subjects. A visual comparison of pulse wave signals and a quantitative comparison of their characteristics was carried out using the following metrics: signal-to-noise ratio, repeatability of wave intervals and repeatability of the decomposition of pulse waves into six Gaussian functions. It was shown that, firstly, the readings of the first sensing element are more stable than the second; secondly, the pulse wave signal-noise when interrogating sensors using a smartphone is several times higher than when interrogating using a photodetector with an ADC; thirdly, the quality of recorded pulse waves using the first sensor element interrogated by a smartphone is not much inferior to that of a previously known expensive system with a fiber-optic Fabry-Perot interferometer with a spectral interrogation. The results of the work can be used in medicine to create inexpensive wearable personal health monitoring systems.