Разработка прототипа медицинского PPG-браслета (Проект заморожен)
Делюсь результатами работы над одним интересным R&D проектом, который, к сожалению, пришлось поставить на паузу на этапе прототипа из-за недобросовестности заказчика. Тем не менее, инженерная часть получилась объемной и рабочей — не хочется отправлять её “в стол”.
Задача
Разработать прототип медицинского носимого браслета для непрерывного анализа пульсовой волны методом фотоплетизмографии (PPG). Главный упор делался не на сверхминиатюрность (как в коммерческих фитнес-трекерах), а на точность данных и надежность. Устройство проектировалось под жесткие требования: низкая себестоимость, повторяемость конструкции и высокая автономность.
Что было сделано:
- Оптика и физика процесса:
- Рассчитана и подобрана оптическая схема взаимного расположения светодиодов и фотоприемников.
- Подобраны компоненты с правильной длиной волны для глубокого анализа прозрачности кожи и сосудов.
- Схемотехника и Hardware:
- Спроектирована и изготовлена тестовая плата датчиков.
- На борту: оптический сенсор, IMU-датчик (акселерометр/гироскоп для фильтрации артефактов движения) и датчик температуры.
- Разработана архитектура финального браслета в виде двухплатного «бутерброда» под будущий корпус.
- Software & Firmware:
- Написан первичный код (драйверы периферии, опрос датчиков).
- Реализован протокол связи с хост-компьютером.
- Написана хостовая утилита на Python для сбора данных и визуализации графиков пульса в реальном времени.
Изготовленная тестовая плата для первичной обкатки датчиков и софта.
Стадия Placement в Altium Designer. Двухплатная компоновка компонентов внутри габаритов будущего браслета. Проект заморожен прямо перед трассировкой дорожек.
Интерфейс хост-программы на Python. Вывод сырых данных с оптического сенсора для последующего анализа пульсовой волны.
Текущий статус
На данный момент проект полностью заморожен, юридические вопросы с заказчиком в процессе решения. Плата находится в состоянии “компоновка утверждена, компоненты расставлены”. В будущем, возможно, допаяю и разведу этот прототип уже как собственный пет-проект. Опыт в подборе оптики и фильтрации PPG-сигналов [1] получился отличный! Буду рад обсудить в комментариях особенности проектирования носимой медицинской электроники.