СИСТЕМА АВТОМАТИЧНОГО МОНІТОРИНГУ ЗВУКОВИХ СИГНАЛІВ ОРГАНІЗМУ

Анотація

Опрацювали відомі методи вимірювання та аналізу звукових та інших сигналів органів людини у широкому часовому вимірі, починаючи з середини 20-го століття. Показали, що навіть сучасний дороговартісний цифровий стетоскоп типу Littmann CORE Digital має ряд недоліків - не дозволяє автоматично аналізувати параметри сигналів і передавати отримані дані на зовнішній пристрій. Створили і випробували експериментальну систему, яка дозволяє неперервно і тривалий час автоматично вимірювати часові і частотні характеристики звукових сигналів організму і передавати дані їх аналізу на зовнішній пристрій. Сигнали від органів людини попадають на мікрофони, заховані у звукоізольовані натільні капсули. Використали конденсаторні мікрофони в комплекті з посилювачем типу MAX-9814, а також типу Clippy-XLR-EM272Z1 і посилювач зовнішньої звукової карти типу Scarlett Solo. Посилені сигнали  попадають на вхід до мікроконтролера типу Raspberry Pi Pico або аналогово-цифрового перетворювача карти Scarlett Solo. Після оцифрування сигнали попадають через USB-порт на вхід до мінікомп’ютерів типу Raspberry Pi Zero або Raspberry Pi 3. Написали програмне забезпечення типу ChyPaCha з використанням мов MicroPython, C++ і Python. Програма для аналізу даних на Raspberry Pi 3 містить виклик алгоритму швидкого перетворення Фур’є. Ефективність роботи систем перевірили за допомогою складених програмних засобів, які забезпечили неперервне опрацювання звукових сигналів серця в залежності від стану навантаження на тіло людини у реальному часі і дистанційне передавання результатів аналізу. Показали, що використання комплексу Clippy-XLR-EM272Z1 і Scarlett Solo дозволило суттєво зменшити вплив власних шумів системи (посилювач-АЦП) у порівнянні із такими ж шумами системи MAX-9814 - Raspberry Pi Pico і підвищити точність вимірювання інтенсивності звуку серця.