Chaleco inteligente para medida de ritmo cardíaco

En los últimos años se ha presenciado un aumento en la importancia de las enfermedades no contagiosas en los países desarrollados, entre las cuales las enfermedades cardiovasculares tienen cada vez más presencia. Ello potencia la necesidad de disponer de diferentes alternativas para monitorizar a los pacientes, o para que las propias personas dispongan de herramientas que les permitan controlar su estilo de vida. Algunos trabajos realizados anteriormente demuestran que el uso de sistemas fotónicos supone una alternativa no invasiva e interesante para la medida de ritmo cardíaco, para su utilización en entornos críticos, entendidos como aquellos en los que se deben evitar las interferencias electromagnéticas, como en la resonancia magnética o en los aviones. De la misma manera, existe la necesidad de disponer de alternativas que estén alineadas con la siguiente generación de comunicaciones, 5G, en el marco del internet de las cosas o Internet of Things (IoT), con el fin de que el usuario pueda interactuar con el sistema de manera sencilla y cómoda. En el presente trabajo se propone una alternativa no invasiva para la monitorización del ritmo cardíaco, haciendo uso del fenómeno de moteado o speckle que tiene lugar cuando se utilizan fuentes de luz coherentes. Para ello, se empleará fibra óptica de plástico (POF, Plastic Optical Fiber) como elemento sensor que se puede integrar en un chaleco, se inyectará luz de un láser a la fibra POF y se recogerá la información mediante una cámara en el otro extremo de la fibra. El sistema incluirá un enlace de comunicaciones mediante Bluetooth Low Energy (BLE) con una aplicación en Android, donde se podrá observar el ritmo cardíaco del usuario en tiempo real. El presente sistema incluye también cierto nivel de gestión de la información de consumo, pudiendo el usuario conocer el nivel de batería del equipo en todo momento mediante la misma aplicación. Por tanto, el sistema propuesto es un dispositivo integrable en un ponible o wearable. El resultado de este trabajo es un sistema capaz de obtener medidas fiables de vibraciones mecánicas generadas por un zumbador que emula el ritmo cardíaco, con una interacción sencilla por parte del usuario y una comunicación con cierto grado de robustez. Este proyecto ha sido financiado por varios proyectos: Sensores e Instrumentación en Tecnologías Fotónicas (SINFOTON-CM, Ref: S2013/MIT-2790), SINFOTON2-CM Ref: S2018/NMT-4326 y GREENFIBER Ref: TEC2015-63826-C3-2-R. Last years, non-contagious diseases have increased their presence in developed countries, where cardiovascular diseases have a special relevance. Hence, it is necessary to be able to choose between different alternatives for patient monitoring, or for the people to be able to control their lifestyle. Previous research shows that the use of photonic technology for heart rate monitoring entail an unobtrusive and interesting method for its usage in high electromagnetic interference (EMI) environments, such as magnetic resonance imaging (MRI). In the same way, it is necessary to propose alternatives consistent with next mobile generation 5G and Internet of Things (IoT), so as there are designed user-friendly systems and applications with good communications capability. In this project, an unobtrusive heart rate monitoring technique is proposed, based on speckle phenomena from coherent light sources. For this to take place, it is used a plastic optical fiber (POF) as a sensor device that can be embedded in a vest, along with a laser as a light source and a camera as a receiver. This system implements a Bluetooth Low Energy (BLE) communication system which sends the sensory information to an Android application, where the user’s heart rate is monitored in real time. Furthermore, an energy management system is designed and implemented, so the user knowns at every time the battery level of the system. Overall, the system designed is intended to operate as a wearable device. The result of this work is a reliable system that can be embedded in a wearable for heart rate-like perturbations monitoring (emulated with a buzz), implementing an easy-to-use user interface and a robust communication. This project has been partially financed by grants Photonics Technologies for Sensing and Instrumentation (SINFOTON-CM, Ref: S2013/MIT-2790), SINFOTON2-CM Ref: S2018/NMT-4326 and GREENFIBER Ref: TEC2015-63826-C3-2-R. Ingeniería Electrónica Industrial y Automática