Оборудование

Прибор состоит из оптических сенсоров и процессорного блока. Вся конструкция закрепляется на голове испытуемого.

IMG 3933     IMG 3995  

Оптический сенсор представляет собой небольшую конструкцию с широкополосным фотодиодом и ИК светодиодом, расположенные таким образом, чтобы эффективно собирать данные с площади примерно в 1 кв.см. Сам сенсор занимает площадь порядка 4 кв. см.

Процессорный блок связан с управляющим компьютером или мобильным устройством по интерфейсу Bluetooth, получая по нему команды и отдавая данные, при этом питание подается от небольшого Li-Ion аккумулятора, которого хватает на 2,5-3 часа беспрерывной работы устройства. Зарядка устройства осуществляется через интерфейс microUSB, как и большинство современных мобильных устройств. Процессорный блок обеспечивает управление светодиодами и сбор данных с фотодиодов через высокоскоростной АЦП. Использование многоканального АЦП со скоростью работы до миллиона выборок в секунду, а так же оверсэмплинг (многократные замеры с суммированием и усреднением результата) и методы согласованной фильтрации, дают возможность получать данные высокой разрядности с хорошим соотношением сигнал-шум.

IMG 4345   IMG 4376

Эквивалентная разрядность полученных данных составляет 26-28 бит, что соответствует чувствительности фотодатчика на уровне фото-ЭДС порядка десятков нановольт. Таким образом, становится возможным уверенное детектирование сигнала фото-ЭДС. Последующая статистическая обработка данных на компьютере позволяет "отсеять" фоновые шумы и помехи и выявить некоторые закономерности.

Скорость получения данных с фотосенсоров составляет от нескольких десятков замеров в секунду до одного замера в течение длительного промежутка времени (задаваемого внешней управляющей командой, и практически неограниченного).
Данные отдаются пакетом, несущим информацию со всех датчиков. С увеличением времени замера, естественно теряется "динамика", т.е. способность прибора регистрировать быстрые флуктуации сигнала, но возрастает его чувствительность и улучшается соотношение сигнал-шум. Указанная эквивалентная разрядность данных (26-28 бит) достигается при скоростях примерно 1-10 выборок в секунду. Переключение (мультиплексирование) датчиков в процессе замера со скоростями в несколько тысяч переключений в секунду, обеспечивает одновременность (точнее "квазиодновременность") получения данных в случае реализации нескольких каналов, при периодичности получения пакетов данных по всем датчикам порядка 1-10 пакетов в секунду.

Учитывая инерционность биологических процессов в ИК области, там, где получаемые данные, в основном несут информацию об изменении кровотока, указанную динамику получения данных, можно считать удовлетворительной.

Характеристики прибора:
• количество каналов – 4.
• датчик пульса
• датчик положения (акселерометр)
• номинальная разрешающая способность по уровню фотоЭДС сенсоров - не хуже 50 нВ;
• номинальная длина волны первого ИК излучателя фотосенсора (880 нМ);
• номинальная длина волны второго ИК излучателя фотосенсора (700 нМ);
• суммарная импульсная мощность ИК излучателей одного фотосенсора - не более 250 мВт;
• ширина полосы ИК излучателя фотосенсора по уровню 0,5 - +/-20 нМ;
• Скорость опроса и съёма данных по всем четырём каналам (квазиодновременно), при номинальной разрешающей способности - не хуже 1 четырёхканального измерения в секунду;
• интерфейс с управляющим ПК, либо мобильным устройством – Bluetooth версии 4.0, с поддержкой BTLE. (возможно применение проводного интерфейса USB 2.0 или выше для ПК)
• напряжение питания – 5В
• средний ток потребления - не более 200мА
• масса - не более 100г