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    Detección de la fase rem por ritmo cardiaco

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    357384n

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    Detección de la fase rem por ritmo cardiaco

    Mensaje  357384n el Mar Ene 23, 2018 6:50 pm

    Hola amigos tenia años de no volver a este foro, me alegra que aún exista gente interesada en el tema de las experiencias extra-corporeas. Quiero compartirles una información muy interesante que me he encontrado en Internet sobre la detección de la fase REM utilizando como parámetro las pulsaciones por minuto del corazón.

    Automatic Detection of Slow-Wave Sleep and REM-Sleep Stages Using Polysomnographic ECG Signals

    Detection of REM Sleep by Heart Rate

    De acuerdo a estas investigaciones es posible utilizar las pulsaciones por minuto para detectar la fase REM con bastante precisión, el equivalente al resultado obtenido con equipo EEG, EMG, EOG simultáneamente.

    En base a dichos criterios he decidido desarrollar una máquina que calcule las PPM utilizando un sensor PPG (fotopletismograma) por su simplicidad y recursos disponibles a mi alcance.

    Básicamente se divide en dos partes:

    El hardware:
    Tarjeta análoga encargada de filtrar y amplificar la señal del sensor PPG.

    Tarjeta de procesamiento Arduino (microcontrolador ATMEGA328P)


    El software:
    Encargado de procesar la señal PPG, calcular las PPM y clasificar la etapa del sueño.


    Aún falta pulir un poco el programa, en cuanto tenga la versión sin fallos la subiré para que puedan descargarla e instalarla en el microchip.

    Para los que están interesados en construir la máquina, les dejo la investigación donde está el diagrama en el cual esta basada la tarjeta análoga:
    Measurement of Heart Rate Using Photoplethysmography

    De todas formas les dejo mi diagrama con los cambios realizados


    Con la excepción que yo no utilice el sensor TCRT5000, en su lugar utilice un simple led infrarojo de 5mm y su fototransistor envueltos en pasta de porcelana fría.



    Sensor PPG terminado


    Algo que me di cuenta es que dependiendo el sensor, debido a que no son homogéneos en su fabricación casera es necesario ajustar la ganancia de la segunda etapa de amplificación, por lo que en lugar de una resistencia fija decidí utilizar un potenciometro de 10K. (Ver diagrama más arriba)

    Aún no he fabricado la tarjeta prototipo pero ya es funcional en el protoboard


    El resultado de la señal ya filtrada y procesada digitalmente por el microcontrolador es la siguiente:


    Las pulsaciones por minuto en tiempo real en una ventana de tiempo de 5 minutos.


    Lo siguiente después de manufacturar la tarjeta prototipo es comenzar a grabar las sesiones durante la noche para su análisis y desarrollo del algoritmo que detecte la fase REM. Posteriormente queda decidir que tipo de estimulo es el adecuado para alcanzar un estado alterado de conciencia.

    Continuara.... Very Happy Very Happy Very Happy cheers


    Última edición por 357384n el Vie Ene 26, 2018 2:11 pm, editado 1 vez
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    Mejoras

    Mensaje  357384n el Jue Ene 25, 2018 3:34 am

    Nuevas mejoras al algoritmo de cálculo de pulsaciones por minuto.

    Modo de operación por ventana de tiempo (20 segundos) y dividido entre los últimos 3 resultados. (tiempo máximo de respuesta: 1 minuto)

    Los resultados son mucho mas precisos y fiables



    Aumentada la frecuencia de muestreo y salida de señal análoga y comparador digital por puerto serial para calibración del sensor.


    Nuevo diseño de la tarjeta análoga para su fabricación:


    Continuara lol!
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    Tarjeta terminada

    Mensaje  357384n el Dom Ene 28, 2018 1:01 am

    Terminada la tarjeta prototipo Shield para Arduino


    Tarjeta en funcionamiento


    Próximamente grabare unas sesiones para analizar las PPM durante el sueño y poder identificar la fase REM

    Los mantendré informados Very Happy Very Happy

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    Re: Detección de la fase rem por ritmo cardiaco

    Mensaje  KREATOR el Miér Ene 31, 2018 12:42 am

    Hola, muy buena información la que traes, voy a seguir el hilo para ver tus avances. Saludos!
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    Re: Detección de la fase rem por ritmo cardiaco

    Mensaje  357384n el Jue Feb 01, 2018 6:28 pm

    Hola KREATOR pues tengo buenas noticias, apenas he grabado la primer sesión y ya se ve un patrón a simple vista Very Happy cheers Pese a que no fue una sesión del todo buena ya que me costó bastante trabajo dormir (la emoción de ponerme el detector) y me dio algo de insomnio después...

    De todas formas salio bastante bien, dejo el gráfico de la variación de ritmo cardíaco (excluyendo pulsaciones por minuto inferiores a 65)



    El primer segmento corresponde al tiempo que me llevó dormir (se puede ver en el gráfico de abajo la rampa descendente), y el último al tiempo que permanecí en cama despierto.
    Los otros 3 bloques claramente visibles deben corresponder a la fase REM





    Necesito grabar mas noches y comparar todos los resultados pero la investigación va progresando.

    Un saludo!
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    Re: Detección de la fase rem por ritmo cardiaco

    Mensaje  357384n el Vie Feb 02, 2018 5:19 pm

    Nueva sesión registrada

    Esta noche fue bastante bien, pude dormir sin interrupciones y el gráfico es mucho más claro que el anterior.



    Se pueden apreciar las etapas de adormecimiento y despertar (ROJO) al igual que los bloques de actividad cardiaca (AZUL) relacionados con la intensa actividad cerebral durante la FASE REM

    Les dejo el gráfico de la sesión en alta resolución

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    Re: Detección de la fase rem por ritmo cardiaco

    Mensaje  357384n el Jue Feb 08, 2018 3:05 pm

    Avances hasta ahora:

    Analizando las sesiones de varias noches me doy cuenta que cada sesión es totalmente diferente a la anterior, eso me dificulta bastante la detección automática de la fase REM, voy a tener que construir un EOG para contrastar los resultados con la variación de ritmo cardiaco. Estoy pensando en utilizar un LM324 por su bajo costo para hacer un circuito prototipo, al igual que electrodos caseros hechos de aluminio o cobre.

    Otra cosa que estaba pensando era como alcanzar lucidez dentro del sueño una ves detectada la fase REM.

    Creo que aquí es donde la mayoría se equivoca. Casi todos los productos en el mercado que he visto utilizan algún tipo de estimulación de entrenamiento de ondas cerebrales para elevar el nivel de lucides dentro del sueño, algunos ejemplos son fotoestimulación (luces intermitentes), estimulación por sonido (pulsos binaurales, isocrónicos, etc..), estimulación eléctrica transcraneal (tACS o tDCS), estimulación electromagnética transcraneal (TMS) Etc etc..

    Pienso que lo ideal más que estimular durante el sueño es estimular antes o después de salir del sueño, de forma que nos entrenemos para provocar una parálisis de sueño con un nivel de lucidez alto. ¿Que opinan?

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    Re: Detección de la fase rem por ritmo cardiaco

    Mensaje  KREATOR el Mar Feb 20, 2018 10:44 pm

    No sé en qué sentido son diferentes las sesiones pero no podrías hacer que simplemente si detectas que tenés pulsaciones arriba de por ejemplo 70 lo tomes como que estás en fase rem? aunque no sea exacto y te pases por alto alguna fase, por lo menos para probar
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    Re: Detección de la fase rem por ritmo cardiaco

    Mensaje  357384n el Jue Feb 22, 2018 4:59 pm

    Hola amigo, son diferentes en el sentido que aveces tengo sueños menos vívidos que otros, por lo tanto menos actividad cerebral y por ende menos variación de las pulsaciones por minuto, estuve leyendo algo al respecto y pienso que lo ideal es medir variación del ritmo cardiaco más no variación de las pulsaciones por minuto como lo había hecho hasta ahora, lo bueno es que ya existen estándares de medición en el dominio del tempo como:

    SDNN
    SDANN
    RMSSD
    SDNN
    SDSD
    NN50
    pNN50

    Voy a actualizar el software y en lugar de medir las PPM (pulsaciones por minuto) voy a medir directamente variación de ritmo cardiaco con cualquiera de esos estándares (o todos), eso me debe arrojar un gráfico mucho más claro Very Happy Very Happy

    Lo del EOG va algo lento, mis electrodos caseros son una basura, ya probé con placas de PCB, latas de aluminio, etc... Seguire intentando
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    Re: Detección de la fase rem por ritmo cardiaco

    Mensaje  357384n el Miér Feb 28, 2018 12:56 am

    Hola amigos, ya hice los cambios al software, ahora es posible obtener PPM, SDNN, RMSSD, SDSD, NN50 y PPN50

    Antes realizaba el cálculo de las PPM en el microchip, ahora solo se encarga de calcular los intervalos en ms y los envía por puerto serial.

    Esto me permite realizar todo tipo de cálculos en la computadora posteriormente sin tener que estar re-programando el chip.

    Parece ser que el cálculo de las PPM es menos errático y también note que al aplicar SDNN y RMSSD se pueden apreciar bloques de mayor variación que otros.

    Les dejo una captura de la sesión de ayer



    Estaré informandolos de los avances bounce Very Happy

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    Re: Detección de la fase rem por ritmo cardiaco

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