IR detekce REM faze

[mhi]

Pustil jsem se dneska do zbastleni nastroje, ktery by mel umoznit detekci REM faze spanku podobne jako to dela REM dreamer. Vyhrabal jsem suplikove soucastky a nejaky stary prototypovy plosnak s vhodnym microcontrollerem a zbastlil cosi, co:

- v intervalu 1 sec blika kratce IR LEDkou (100ms)
- na LCD displayi zobrazuje mereny signal na IR fototranzistoru https://www.gme.cz/ltr-3208-ire5 (kolektor na kterem se meri pres trimr 10k do +3.3V, emitor do zeme)

Nejprve jsem si rikal, ze bude nutny nejaky sofistikovany algoritmus pracujici napr. s urcitou frekvenci vyzarovanou IR LEDkou, ale jak se zda, funguje to docela obstojne kdyz rozsvicenou IR LED a IR fototranzistor dam k sobe a pred nej ruku, i na osciloskopickem zobrazeni je videt kdyz rukou pohnu (zmeni se prubeh signalu proti predchozimu impulsu). Takze jak se zda, staci zmerit par vzorku behem svitici IR LED a porovnat s predchozim merenim. Je-li rozdil, neco se pohnulo.

Na fotkach je jak to vypada . Na displayi je zobrazen aktualne mereny sum z normalniho svetla, kdyz to je ve tme, krasne je videt svitici useky i pripadny pohyb ruky pred IR polovodici, bohuzel to nejsem schopen vyfotit.

IMG_7990b.JPG

Tady je ten zazrak #1 (postaveno na plosnem spoji na diagnostiku aut ;-) )

(214.61 KiB) Zatím ještě nestaženo

IMG_7991b.JPG

Tady je ten zazrak #2

(221.09 KiB) Zatím ještě nestaženo

IMG_7993a.JPG

Merime svetlo ze zarivky

(219.29 KiB) Zatím ještě nestaženo

Krome toho mi muj testovaci subjekt odmitl spolupraci, takze musim nejprve udelat vhodnou masku pro sebe a predelat cele zarizeni tak, aby fungovalo vice autonomne a nekam ukladalo mereni. Puvodni myslenka, ze vse odladim komfortne tedy pada. Taky jsem zjistil, ze i bez displaye se jedna CR2032 baterka vyplaca docela rychle (klesne ji napeti pod 2,7V a procesor jde do resetu).

Nutna zlepseni:
- IR polovodice jako SMD a hodit na plosnak
- 2 baterky
- algoritmus resici dynamiku prostredi, zejm. citlivost fototranzistoru (pujde snadno vyresit DA prevodnikem misto pevneho napajeciho napeti)
- ukladani dat pro pozdejsi stazeni
- cele to umistit do vhodne spaci masky

[Refly]

Elektronika jde úplně mimo mě, takže ti k tomu moc neřeknu - mohu ti jen popřát hodně úspěchů... A lepší testovací subjekt...

[Yogger]

Moc pěkný, jestli se pak podělíš o naměřená data, byl bych rád .

Já bych chtěl jít spíše cestou fitness náramku, spolehlivost detekce tam je cca 80% viz studie s Fitbitem http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6579/aa9047/meta.

Osobně teď několik měsíců používám v noci náramek Miband, ten umí ve spánku každé 2 minuty měřit tep, podle kterého se dá REM docela dobře detekovat.

Co je vlastně tvým cílem? Klasická LD maska nebo něco jiného?

[mhi]

Da se nekde koupit nejaky levny vyhovujici fitness naramek, ze ktereho bych mohl otevrenou cestou sosat data? Dat 4000 za neco co pouziju jen okrajove mi prijde blbost, to uz to radsi postavim (a neco se u toho naucim).

Ad muj bastl: Chci to nyni primarne na ruzne experimenty, zejmena bych se probudil po kazde REM fazi, kvuli studiu normalnich snu. Bude to do nejake masky.

[Yogger]

Já používám docela levný náramek MiBand 2, dá se koupit za cca 800,-.

Když použiješ tuto apku: https://github.com/Freeyourgadget/Gadgetbridge, můžeš si exportovat databázi v SQLite a dělat si v excelu různé statistiky.

K MiBand 2 existuje spousta neoficiálních aplikací které mají chytrý budík, který se tě snaží vzbudit mimo nejhlubší fází spánku. To je docela fajn, ale podle mé zkušenosti ( i podle dříve citované studie) není jejich cílem tě vzbudit v REM, ale spíše v kdykoli během fází 1,2 nebo REM, tedy v "lehkých" fázích spánku obecně.

Právě jsem si v jave začal bastlit algoritmus, který by měl REM rozpoznat a chci jej pak propojit z náramkem a v podstatě dojít ke stejnému efektu jako ty, resp. že mě náramek vzbudí v každé (nebo zvolené) REM fázi.

[mhi]

Slo by sem postnout data za nejakou noc ? Kdyz to nechci na fitness, nema smysl koupit jen ten puvodni levny MiBand (bez oznaceni, nebo 1S) ? Evidentne tam bude akcelerometr + svetelna detekce pulsu stenje jako v MiBand 2 a 1S, blbosti typu display nepotrebuju.

Vidim nekolik nevyhod... 1) REM se bude urcite presneji detekovat z pohybu oci, 2) je tam radiovy vysilac, 3) nepujde to snadno propojit s buzenim (LED pred oko nebo pipak k uchu).

Vyhody: Levne a hotove reseni, ma to pohyb i puls. puls bych na masce taky mohl merit, v nemocnici to delaji na uchu,to ale moc prakticke nebude. Akcelerometr asi taky neni problemem.

Z pulsu asi lze vycist +- fazi spanku a z akcelerometru to zda se clovek v posteli vali nebo ne. Nevim ovsem co se stane kdyz nastane nejaka anomalie, treba lehke probuzeni. Nejaka zkusenost?

[Yogger]

Původní MiBand neměří puls, ten měří jen model 1S a 2.

Několik měsíců jsem používal 1S a ten má bohužel nepřesnou detekci spánku. Funguje to tak, že když na základě akcelerometru náramek usoudí že spíš, začne ti měřit puls. Když usoudí že si se probudil, měřit puls přestane. Model 1S často vyhodnotil převalování jako probuzení a na čas přestal měřit. Trvalo to cca 10-20 min, než začal znovu puls měřit. Model 2 to občas udělá, ale je to spíše výjimečné. Někde jsem četl, že v modelu dva je i lepší měřič pulzu.

Nevím, co přesně myslíš anomálií. Lehké probuzení je typické pro každý spánkový cyklus a děje se několikrát za noc. V zásadě bude asi zaměnitelné s REM fází, jelikož tam je zvýšená aktivita (akcelerometr) i vyšší puls, tento stav ale pokrývá jen cca 3% noci, za to REM 20-25%, takže by to neměl bt problém.

Data ti pošlu nějaká mailem.

[mhi]

Dik za data. Z toho MiBand naramku predpokladam nemuzu sosat data jak chci, abych mu rekl, ted' mi rekni jaky byl prirustek akcelerometru za posledni dobu a jaky mame puls ?

Vysvetlis mi vyznam:
RAW_INTENSITY
STEPS
RAW_KIND HEART_RATE

?

Nejak ta data neumim interpretorvat.

Jinak z CN stoji MiBand2 ~ 500 CZK. Kvuli omezeni shora si ale nejsem jist, zda ho vubec chci. Merit pohyb muzu i akcelerometrem na hlave, puls taky nejak vymyslim.

[Yogger]

Detailní vysvětlení těch hodnot najdeš na githubu, na kterej jsem už dával odkaz. Nevím jestli je to tam na jednom místě, ale uživatelé tam občas některé hodnoty rozebírají. Já to chápu takhle:

RAW_INTENSITY - hrubá aktivita akcelerometru, neupravená
STEPS - data z akcelerometru, vyhodnocené náramkem jako kroky a převedené na počet kroků
RAW_KIND - druh signálu akcelerometru (denní aktivita / hluboký spánek, mělký spánek - nejsem si jist jak přesně to rozklíčovat, opět github)
HEART_RATE - srdeční tep v bpm

Data si v aplikaci můžeš kdykoli aktualizovat, resp stáhnout poslední naměřená.

[mhi]

Jasne, ale predpokladam, ze neumim po BT naramku rict, ze chci aby TED meril puls a TED mi vratil aktualni hodnoty akcelerometru. Ma ten akcelerometr resen aditivne, prumerove, nebo to jen vycte registry?

Taky by mne zajimalo v jakem spektru to meri opticky puls, do patku budu neco objednavat, tak bych pribalil dalsi LED / fototranzistory/etc.

Diky!

tady je rozebrany http://www.xiaomitoday.com/xiaomi-m1-ba ... omponents/
a par odkazu
https://hackaday.io/project/6581-mi-ban ... ngineering