Detección de la frecuencia respiratoria mediante un sistema de medida basado en el tiempo

Resumen

Este trabajo propone un sistema que convierte una señal modulada en tiempo, proveniente de un sensor resistivo, en una señal digital con el fin de estimar la frecuencia respiratoria de un sujeto. Para detectar la respiración se utilizó el método basado en un termistor nasal, el cual detecta los cambios de temperatura cerca de las fosas nasales. En este trabajo, el termistor, montado en un puente de Wheatstone, forma un circuito RC que se conecta directamente a un microcontrolador, sin necesidad de usar ningún circuito analógico, ni conversor analógico-digital. Así, cada vez que el sujeto respire, provoca un cambio fraccional de resistencia x(ΔR∕R0) en el termistor, y esto produce una señal modulada en tiempo que se digitaliza directamente con el microcontrolador. Se hicieron medidas en 23 voluntarios, obteniendo cambios de x > 0.01. Se obtuvo una resolución en temperatura de 0.2 ∘ C y un tiempo de respuesta de 0.8 s, limitado principalmente por las propiedades del termistor utilizado. Estas características demostraron ser suficientes para obtener una forma de onda de la respiración bien definida, de la cual es sencillo estimar la frecuencia respiratoria mediante un sistema compacto, de bajo costo y bajo consumo de energía. A diferencia de los circuitos de interfaz basado en la amplitud de tensión o corriente, con este tipo de interfaz se evita el autocalentamiento del sensor, ya que el termistor no requiere ningún voltaje o corriente de polarización.