Utveckling av en smart spirometer för mätning av lungfunktion - Vidareutveckling av mätinstrument med Arduino och sensorer

Abstract

Spirometri är en vanlig metod för att undersöka lungfunktion och används bland annat för att mäta hur mycket luft en person kan blåsa ut och hur snabbt utandningen sker. Kommersiella spirometrar kostar ofta 4 000–25 000 kr och är anpassade för klinisk miljö. Det här projektet undersökte om samma principer kan demonstreras för ungefär 1 300 kr med lättillgängliga komponenter. Prototypen är baserad på en Arduino Uno, en differentialtrycksensor MPX5010, OLED-display, SD-kortmodul, Bluetooth-modul, knappar, LED, buzzer samt en analog filter och förstärkarkrets med operationsförstärkaren LM358. Tryckförändringar genereras och testas med en slang och sprutuppställning som efterliknar en Venturi-liknande mätning. Sensorn omvandlar tryckförändringen till analog signal som filtreras, förstärks och läses av Arduino. Hårdvara och mjukvara har utvecklats för att demonstrera en mätkedja från tryck signal till uppskattade lungfunktionsvärden. Flera delsystem testades separat. Vid sluttestningen kunde systemet inte verifieras som stabilt i sin helhet. Resultatet blev därför en demonstrationsprototyp som visar principen bakom en enkel digital spirometer, men inte ett färdigkalibrerat eller medicinskt verifierat mätsystem.