首页 > 其他分享 >软硬件全开源智能手表,可全面高精度采集生命体征数据,进行健康检测。(HealthyPi Move)

软硬件全开源智能手表,可全面高精度采集生命体征数据,进行健康检测。(HealthyPi Move)

时间:2024-08-29 13:52:41浏览次数:14  
标签:手指 手腕 Move 开源 传感器 HealthyPi PPG

图片

HealthyPi Move是一款开放式硬件设备,可让您高精度地跟踪所有生命体征。它不仅仅是另一款带有心率监测器的智能手表,它还是手腕上的完整生命体征监测和记录设备,可以测量心电图(ECG)、光电容积脉搏波 (PPG)、SpO₂、血压(基于手指)、EDA/GSR、心率变异性(HRV)、呼吸频率,甚至体温。

 01、特性与规格

  • 微控制器:Nordic nRF5340 双核 ARM M33

  • 传感器

    • MAX30001 ECG 和生物阻抗前端

    • MAX30101 光学PPG传感器

    • MAX32664 传感器

    • MAXM86146腕部PPG传感器前端,带运动补偿功能

    • LSM6DSO 6-DoF IMU

    • MAX30205体温传感器

  • 内存:用于数据存储的 128 MB NOR QSPI 闪存

  • 显示屏:1.28英寸TFT显示屏,带电容式触摸屏

  • 接口

    • 蓝牙低功耗 (BLE 5.2)

    • USB Type-C,用于数据传输、充电、JTAG和UART

    • 2 个用于用户输入的侧面按钮

  • 电源管理:Nordic nPM1300 单芯片 PMIC

    • 集成 800 mA 电池充电器,支持 USB Type-C 供电

    • 2 个集成可编程降压转换器,可实现高效的电源管理

    • 用于电池监控的集成电量计

    • 用于选择性电源管理的集成负载开关

    • 200 mAh 锂聚合物电池

    • USB Type-C 充电端口

  • 板载实时时钟,带超级电容器备份

  • 监控参数

    • 心电图

    • 心率(来自心电图或 PPG 手腕或手指传感器)

    • 心率变异性(HRV)(来自 ECG 或 PPG 手腕或手指传感器)

    • PPG(来自手腕或/和手指 PPG 传感器)

    • SpO₂(来自手腕或手指 PPG 传感器)

    • 血压(仅来自手指 PPG 传感器)

    • EDA/GSR

    • 呼吸率(ECG 得出)

    • 温度

    • 活动级别和步数

    • 能量消耗(燃烧的卡路里)

  • 软件

    • 基于 Zephyr RTOS 和 nRF Connect SDK 的固件

    • 用 Flutter 编写的适用于 Android、iOS、macOS、Windows 和 Linux 的配套应用

  • 尺寸:直径 43 mm,厚度 16 mm,兼容 22 mm表带

图片

 02、传感器和生物识别信号

HealthyPi Move配备了传感器,可以监控各种生物识别信号。以下是板载关键传感器:

图片

2.1、心电图(ECG)

心电图使用心脏的电活动来指示心脏健康状况。HealthyPi Move包含一个单导联心电图,设备背面有一组电极,可以触摸一只手腕的皮肤,而设备顶部有另一个电极,你可以用另一只手的手指触摸HealthyPi Move ECG 侧电极,从而形成Lead-II型心电图配置。

图片

ECG 数据由板载SoC处理,可以在显示屏上实时可视化,也可以通过蓝牙(BLE) 发送到智能手机或计算机。心率和HRV也是根据心电图数据实时计算得出的。呼吸率也是使用 EDR 方法间接从心电图得出的。

从心电图数据得出的参数包括:

  • 心率

  • 心率变异性(HRV)

  • 呼吸频率

  • 可以得出QT 间期、QRS 持续时间等

2.2、光电容积胸腺造影(PPG)

HealthyPi Move在不同位置配备了两个PPG传感器,这是这种外形尺寸的可穿戴设备的第一次。基于手腕的 PPG 位于设备下方,用于日常心率和 SpO₂ 监测。基于手指的 PPG 是可选的,可插入设备的 USB Type-C 端口。它可用于更准确的 SpO₂ 监测,这在低灌注条件下特别有用,也可用于血压趋势监测。下面是HealthyPi Move手腕和手指传感器的图片。这里展示的手指传感器是一个带有表带的原型,但最终版本将集成到一个小型、灵活的指环中,该指环通过柔性电缆连接到主板。

图片

HealthyPi Move可以使用手腕传感器或手指传感器,甚至可以同时运行两者。这种双位置 PPG 配置开辟了一系列有趣的新应用,从日常健身跟踪到血压趋势和脉搏传输时间 (PTT)测量,所有这些都使用同一设备。

图片

HealthyPi Move有两个MAX32664传感器,一个用于手腕传感器,一个用于手指传感器。它们带有医疗级 PPG 算法库,除了输出原始数据外,还可用于计算 HR、SpO₂ 和 BPT 值。手腕传感器有四个 LED(两个绿色、一个红色和一个红外线)和两个光电二极管,用于可靠的 PPG 数据采集。手指传感器有一个带有红色和红外 LED 的MAX30101传感器模块和一个光电二极管。

图片

血压趋势(BPT)是使用从手指传感器获取的 PPG 数据实时计算的。集成在指环中的微型传感器板具有MAX30101集成的光学传感器模块,而HealthyPi Move传感器板具有板载MAX32664D生物识别传感器集线器,该传感器集线器提供了一个PPG算法库,可用于计算SpO₂和BPT值。几项研究表明,根据 PPG 数据计算的 BPT 值与使用传统的袖带式血压监测仪获得的值相当。

从 PPG 数据派生的参数包括:

  • 血氧水平(SpO₂)

  • 血压趋势 (BPT) - 需要手指传感器

  • 心率

  • 心率变异性(HRV)

  • 脉冲传输时间(PTT)、睡眠模式等

2.3、皮肤电反应(EDA/GSR)

EDA / GSR 提供皮肤电导率的测量,该电导率随其湿度水平而变化。这是精神状态变化的良好指标,可用于监测压力水平和情绪反应。HealthyPi Move的背面有两个电极,可以触摸手腕的皮肤并测量皮肤的电导率,这与EDA / GSR活动有关。GSR/EDA数据可以被记录或显示在显示屏上。

图片

从 EDA/GSR 数据得出的参数包括:

  • 压力水平(有待开发)

  • 对刺激的情绪反应(尚未开发)

  • 其他参数 - 如皮肤电导率、身体成分等 - 可以使用您自己的算法得出

2.4、体温和活动水平

手表集成体温传感器,并且背面带有感应垫。同时有 6 轴加速度计和陀螺仪的惯性测量单元 (IMU),用于监控您的活动水平。IMU 可用于监控身体活动、睡眠模式和其他需要运动感应的参数。

03、外壳

HealthyPi Move外壳的设计简单、纤薄、易用且尽可能轻便,同时仍然足够坚固以容纳必要的传感器和电子设备。

3.1、SLA 3D打印版本

当前版本(如上面的各种图片所示)是我们一直在用于原型设计和测试的SLA 3D打印版本。外壳的最终版本将是注塑成型的,并由生物相容性ABS型材料制成。外壳的设计使得整个 PCB 和电池组件可以从背面一次性插入并用螺丝固定。外壳将包括一个表带连接机构,可容纳任何标准的 22 毫米表带。

图片

3.2、CNC金属外壳

金属版本的外壳,该外壳将更加耐用和时尚。这种合金外壳将由生物相容性材料制成。

图片

这两种外壳设计都是在 Autodesk Fusion 360 软件上开发的。

原文地址:

软硬件全开源智能手表,可全面高精度采集生命体征数据,进行健康检测。(HealthyPi Move)

标签:手指,手腕,Move,开源,传感器,HealthyPi,PPG
From: https://blog.csdn.net/zcz_822/article/details/141677111

相关文章

  • 基于.NET开源、免费的跨平台物联网网关:IoTGateway
    思维导航前言项目介绍项目源代码项目演示项目源码地址优秀项目和框架精选前言今天大姚给大家分享一个基于.NET开源、免费的跨平台物联网网关:IoTGateway。项目介绍IoTGateway是一个基于.NET6的跨平台物联网网关。通过可视化配置,轻松的连接到你的任何设备和系统(如PLC、......
  • 开源活动预告|抖音集团专家聚焦电商、PB级实时场景带来数据技术分享
    8月31日13:30,ApacheDorisx字节跳动开源联合Meetup北京站即将开启。 多位来自抖音集团的数据工程师,将聚焦电商场景、PB级实时场景,带来数据技术实战分享。现场参会名额有限,感兴趣的同学抓紧报名占位! 本次活动报名席位有限,我们将基于提交的报名信息进行筛选以确定参会......
  • 24 个很棒的开源 Rust 项目
    【转】https://devpress.csdn.net/opensource/62f483cd7e668234661885ef.html24个很棒的开源Rust项目Rust有一个非常活跃和快节奏的开源生态系统,有大量的贡献者致力于大量的很棒的项目。如果你问——我可以在Rust中构建什么?答案几乎是一切。本文将介绍一些开源Rust......
  • RFFT:数据与代码已开源,京东推出广告图生成新方法 | ECCV 2024
    论文将多模态可靠反馈网络(RFNet)结合到一个循环生成图片过程中,可以增加可用的广告图片数量。为了进一步提高生产效率,利用RFNet反馈进行创新的一致条件正则化,对扩散模型进行微调(RFFT),显著增加生成图片的可用率,减少了循环生成中的尝试次数,并提供了高效的生产过程,而不牺牲视觉吸引力。......
  • PCSR:已开源,三星提出像素级路由的超分辨率方法 | ECCV 2024
    基于像素级分类器的单图像超分辨率方法(PCSR)是一种针对大图像高效超分辨率的新方法,在像素级别分配计算资源,处理不同的恢复难度,并通过更精细的粒度减少冗余计算。它还在推断过程中提供可调节性,平衡性能和计算成本而无需重新训练。此外,还提供了使用K均值聚类进行自动像素分配以及后......
  • 推荐一个Python打造的开源自动驾驶平台:Donkeycar!
    1、引言随着人工智能和自动驾驶技术的飞速发展,自动驾驶车辆的研究和开发成为了科技领域的热点。对于初学者、爱好者和学生而言,一款易于上手且功能强大的自动驾驶平台显得尤为重要。Donkeycar正是这样一款开源项目,它提供了一个轻量级、模块化的Python自驾车库,旨在促进快速实验和社......
  • 开源的工作流系统突出优点总结
    当前,想要实现高效率的办公,可以一起来了解低代码技术平台、开源的工作流系统的相关特点和功能优势。作为较受职场喜爱的平台产品,低代码技术平台拥有可视化才做界面、灵活、好维护操作等多个优势特点,在推动企业流程化办公的过程中扮演了非常重要的角色,是市场价值较高的产品。随时欢......
  • 一个.NET开源、免费的跨平台物联网网关
    前言今天大姚给大家分享一个基于.NET开源、免费的跨平台物联网网关:IoTGateway。项目介绍IoTGateway是一个基于.NET6的跨平台物联网网关。通过可视化配置,轻松的连接到你的任何设备和系统(如PLC、扫码枪、CNC、数据库、串口设备、上位机、OPCServer、OPCUAServer、MqttServer......
  • 智谱开源 CogVideoX-5B 视频生成模型,RTX 3060 显卡可运行;曝 OpenAI 模型「草莓」今秋
       开发者朋友们大家好: 这里是「RTE开发者日报」,每天和大家一起看新闻、聊八卦。我们的社区编辑团队会整理分享RTE(Real-TimeEngagement)领域内「有话题的新闻」、「有态度的观点」、「有意思的数据」、「有思考的文章」、「有看点的会议」,但内容仅代表编......
  • 【开源指标管理中台dcluster】在线体验环境上线啦
    大家好,新一代指标中台dcluster正式开源了,它是一款致力于开发从数据集成到数据开发治理再到数据智能分析的一站式服务的指标中台开源项目。通过深入研究优秀的开源项目,集成到dcluster中。目前已经集成dolphinscheduler实现数据开发和数据同步集成,集成supersonic实现了基于指标管......