| Journal: | Revista mexicana de ingeniería biomédica |
| Database: | PERIÓDICA |
| System number: | 000407568 |
| ISSN: | 0188-9532 |
| Authors: | Sifuentes, E1 Cota Ruiz, J1 González Landaeta, R1 |
| Institutions: | 1Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, Instituto de Ingeniería y Tecnología, Ciudad Juárez, Chihuahua. México |
| Year: | 2016 |
| Season: | May-Ago |
| Volumen: | 37 |
| Number: | 2 |
| Pages: | 91-99 |
| Country: | México |
| Language: | Inglés |
| Document type: | Artículo |
| Approach: | Experimental, aplicado |
| Spanish abstract | Este trabajo propone un sistema que convierte una señal modulada en tiempo, proveniente de un sensor resistivo, en una señal digital con el fin de estimar la frecuencia respiratoria de un sujeto. Para detectar la respiración se utilizó el método basado en un termistor nasal, el cual detecta los cambios de temperatura cerca de las fosas nasales. En este trabajo, el termistor, montado en un puente de Wheatstone, forma un circuito RC que se conecta directamente a un microcontrolador, sin necesidad de usar ningún circuito analógico, ni conversor analógico-digital. Así, cada vez que el sujeto respire, provoca un cambio fraccional de resistencia x (∆R/R 0) en el termistor, y esto produce una señal modulada en tiempo que se digitaliza directamente con el microcontrolador. Se hicieron medidas en 23 voluntarios, obteniendo cambios de x > 0.01. Se obtuvo una resolución en temperatura de 0.2 °C y un tiempo de respuesta de 0.8 s, limitado principalmente por las propiedades del termistor utilizado. Estas características demostraron ser suficientes para obtener una forma de onda de la respiración bien definida, de la cual es sencillo estimar la frecuencia respiratoria mediante un sistema compacto, de bajo costo y bajo consumo de energía. A diferencia de los circuitos de interfaz basado en la amplitud de tensión o corriente, con este tipo de interfaz se evita el autocalentamiento del sensor, ya que el termistor no requiere ningún voltaje o corriente de polarización |
| English abstract | This paper proposes a system that converts a time-modulated signal from a resistive sensor into a digital signal with the goal to estimate the respiratory rate of a subject. To detect breathing, a known method based on a nasal thermistor, which detects temperature changes near the nostrils, is used. In this work, the thermistor mounted in a Wheatstone bridge, forms a RC circuit which is connected directly to a microcontroller, without using any analog circuit or analog-digital converter. Thus, whenever the subject breathes, it causes a fractional change in resistance x (∆R/R 0) on the thermistor, and this produces a time-modulated signal that is directly digitized with the microcontroller. Measurements were made on 23 volunteers, obtaining changes of x > 0.01. The temperature resolution was 0.2 °C, and the time response was 0.8 s, mainly limited by the thermistor properties; these features were enough to obtain a well-defined waveform of the breathing, from which was easy to estimate the respiratory rate by a compact, low cost and low power consumption system. Unlike interface circuits based on voltage or current amplitude, with this kind of interface, the self-heating of the sensor is avoided since the thermistor does not require any voltage or bias current |
| Disciplines: | Medicina |
| Keyword: | Diagnóstico, Fisiología humana, Ingeniería biomédica, Frecuencia respiratoria, Sensores resistivos, Termistor nasal, Sensores en puente de Wheatstone, Medidas basadas en tiempo |
| Keyword: | Medicine, Diagnosis, Human physiology, Biomedical engineering, Respiratory rate, Resistive sensors, Nasal thermistor, Wheatstone bridge sensors, Time-based measurements |
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