Respirômetro

Respirar bem significa qualidade de vida!

Descrição do Projeto

O Respirômetro é um equipamento desenhado para medir a frequência respiratória humana. Utilizando um par de termistores, o sinal analógico da respiração é convertido em sinal digital que pode então ser processado por um microcontrolador que envia dados para o computador.

Motivação-Respiramos o tempo todo!!!

A respiração é central na vida de todos os seres humanos. Se lembrarmos que ao pararmos de respirar a morte é certa, por outro lado também podemos pensar se existem modos de respiração que otimizariam a nossa saúde. Existe um jeito certo de respirar? Prestar atenção na respiração faz alguma diferença? Por que tradições como o ioga indiano ou o chi gong chinês propõem tantas variações respiratórias? Estas práticas são efetivas no sentido de melhorar a nossa condição de saúde?
Para lançar luz a estas e muitas outras questões que o respirômetro está sendo desenvolvido, podendo ele ser acoplado a outros sensores (cardiograma, temperatura, pressão,...) para gerar medidas co-rrelacionadas.


Principais Características

  • microcontrolador arduíno;
  • 2 termistores, um para cada narina;
  • Sensor de respiração modular acoplável à sensor de pulso, cardiograma, sensores de temperatura corporal,...;
  • Aplicável à pesquisa médica;
  • Útil no processo de desenvolvimento respiratório;
  • Linguagem de programação: python

Documentação

Repositório onde se encontram os arquivos fontes: https://git.cta.if.ufrgs.br/fisiolog/respirometro

Uso

  • Programação do arduino: git fisiolog
  • Programação em python: git fisiolog

Observações: Usar o respirômetro

Desenvolvimento

Para aquisição e processamento dos sinais gerados a partir da frequência respiratória, são usados sensores de temperatura
do tipo termistor ntc (negative temperature coeficient).

Estes são dispositivos eletrônicos com a propriedade de diminuição da sua resistência à passagem de corrente elétrica quando a temperatura a ele aplicada sobe e aumento de sua resistência à passagem de eletricidade quando a temperatura a ele aplicada desce. Portanto, posicionando estes sensores a frente das narinas como na figura abaixo,
haverá passagem de ar pelos sensores durante os ciclos respiratórios. Na expiração o ar mais quente do interior do corpo aquecerá os sensores. Na inspiração o ar mais frio que o interior do corpo esfriará os sensores (salvo em dias muito quentes). Assim sendo, acoplando os sensores a um circuito elétrico como o representado abaixo (um capacitor pode ser usado em paralelo com o sensor para diminuição do ruído)

é possível, produzir uma relação entre os ciclos respiratórios e a variação da corrente elétrica (sinal eletrônico). A voltagem medida entre a resistência e o sensor ntc é transmitida a uma porta analógica do microprocessador arduíno.

Arquivos para impressão do shield: http://cta.if.ufrgs.br/attachments/1722/respirometro_shield.zip

Shield impresso pela Fresadora PCI João-De-Barro: http://cta.if.ufrgs.br/projects/fresadora-pci-joao-de-barro


Testes de calibração

Histórico

Próximos Passos


Contatos:
  • Gerentes do projeto
    • flaviodepaoli[arroba]yahoo.com.br
    • beuren.bechlin[arroba]ufrgs.com.br


Referências

1 http://www.hcpa.ufrgs.br/content/view/6451/1921/.

2 On Spectral analysis of Heart rate Variability during Very Slow Yogic Breathing

3 http://www.cooking-hacks.com/airflow-sensor-breathing-ehealth-medical

4 Avaliação de amplificadores de instrumentação para sistemas de aquisição de sinais bioelétricos


Este projeto é distribuído sob uma licença Creative Commons BY-SA 4.0. Autores: Béuren Bechlin,
Flávio Depaoli.

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respirometro.jpg (160,8 KB) Flávio Depaoli, 03/06/2015 15:34

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circuitoNTC.png (2,6 KB) Flávio Depaoli, 17/06/2015 17:12

montagemComArduinoMenor.jpeg (13,6 KB) Flávio Depaoli, 17/06/2015 17:37

respirometro_shield.zip (303,5 KB) Flávio Depaoli, 17/06/2015 17:59

shield.JPG (18,3 KB) Flávio Depaoli, 17/06/2015 18:52

apresentacao_respirometro.pdf - Slides para apresentação parte eletrônica (838,8 KB) Béuren Bechlin, 14/08/2015 15:34

SIC2015-4.odp (983,2 KB) Béuren Bechlin, 25/09/2015 12:50