Sistema de Detección No Invasiva de la Frecuencia Cardíaca Mediante Sensores Resistivos NTC
Resumen
Se desarrolló un sistema capaz de detectar el pulso cardíaco midiendo la temperatura de la piel mediante un sensor resistivo con coeficiente de temperatura negativo (NTC). Por ello, se estimaron las características estáticas y dinámicas (de diversos sensores), de las cuales, las más críticas eran la sensibilidad y el tiempo de respuesta. El sensor que mejor se adaptó a los requerimientos del sistema fue un termistor SMD del fabricante Murata, cuya sensibilidad estática fue de -220 Ω/°C con un tiempo de respuesta (τ) de 0.7 s. El sensor se conectó en uno de los brazos de un puente de Wheatstone (un cuarto de puente), el cual se alimentó con una tensión sinusoidal de 5 kHz y amplitud de 2 V pico-pico, proporcionada por un generador de funciones monolítico. Esto con la intensión de reducir la contribución del ruido de baja frecuencia (1/f) y así conseguir un margen dinámico cercano a los 98 dB; suficiente para detectar cambios de 0.1 m°C en margen comprendido entre de 25 °C y 33 °C. En estas condiciones, la tensión de salida del puente equivalía a una señal modulada en amplitud, por lo que se utilizó la técnica de de modulación síncrona para extraer la señal moduladora (cambios de temperatura) y garantizar una relación señal-ruido (SNR) de 65 dB aproximadamente. No obstante, este valor dependió considerablemente de la posición del sensor sobre la zona de medida. El método se probó en 5 sujetos voluntarios, a los cuales se les registró el ECG en simultáneo con el método propuesto. El sistema desarrollado fue capaz de detectar pequeños cambios de temperatura en la piel provocados por el flujo arterial. Para ello, fue necesario ubicar el sensor en zonas de cercanas arterias de gran tamaño. Los mejores resultados se consiguieron en la arteria carótida (en el cuello), y aun así, fue necesario calcular la transformada rápida de Fourier (FFT) para determinar la componente relacionada con la frecuencia cardíaca.
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