Kontaktlose Herz- und Lungenfrequenzmessung mit Hilfe ...smarttex-netzwerk.de/images/stories/downloads/Vortraege-Symposi… · © HELZEL Messtechnik GmbH Kontaktlose Herz- und Lungenfrequenzmessung

© HELZEL Messtechnik GmbH

Kontaktlose Herz- undLungenfrequenzmessung

mit Hilfe textiler Antennensysteme

Thomas Helzel, HELZEL Messtechnik GmbH

Jahressymposium 2011 des Netzwerkes SmartTex Thüringen30. November 2011, Weimar


Inhalt:- Vorstellung Helzel Messtechnik- Prinzip der Bewegungsmessung- Beispiele von ersten Tests- Technische Herausforderungen- Zusammenfassung


HELZEL Messtechnik GmbH

Customer specific solutions for Measurement TechnologySignal Sources and Signal Processing

Expertise in High Frequency Technology

Established in 1993as Consulting Company

GmbH since 1995founded by

Thomas Helzel andMatthias Kniephoff


HELZEL Messtechnik GmbH

Specialised on Oceanographic Applications since 1999Leader in Reliable high-quality ocean current, wave and wind mapping

WERA RemoteOcean Sensing

ApplicationSoftware

IndustrialElectronics


Design and Production according to ISO 9001 standards for Customers like:

Customers


Medizin- & umwelttechnische Anwendungen

• Test System für Bodenimpedanz• HF - Komponenten für NMR Spektroskopie• System für Body Impedance Tomography• HF - Radar für Strömungs- und Wellenmessungen




Bio-Impedanz zur Messung von Herzfrequenz undAtmung an Patienten bei der NMR Tomographie

(T. Helzel, 1986 Philips Patent)

Messung von Puls und Atemfrequenz

Das Bewegungssignaldes Herzens wird zumTeil durch Signale derAtmung überlagert.


Das Bewegungssignal des Herzens kann auch durchandere Bewegungssignale überlagert werden.

Messung von Puls und Atemfrequenz

In solchen Fällen kanndie Pulsfrequenz nurdurch aufwendigeFiltertechniken erkanntund als Mittelwertangegeben werden.

Noise(Bewegung)


Eine resonante Hochfrequenz-Spule strahlt einschwaches (1 mW) HF Signal ab.Dieses Signal wird vom Körper beeinflusst unddaher durch Bewegungen moduliert.Besondere Eigenschaften dieses Verfahrens:- Der Sensor ist unabhängig von den elektrischen Eigenschaften des Probanden, das heißt kein Einfluss durch Statik.- Nichtleitende Schichten (Bekleidung) haben kaum Einfluss auf die Messung.

Messprinzip


Eine resonante HF-Spule wird in der Lehen einesStuhls integriert.

Die Resonanzgüte wird mitHilfe einer Mess-Brückeerfasst, demoduliert unddigitalisiert.Die Auswertung erfolgtauf einem Rechner (PC).

Messprinzip


MessprinzipMessprinzip

Puls

Atmung




Sensor-SignaleProband Huschke, 1 Wdg, 25,8 MHz, ADC Sample Rate 10 Hz

-0,15

-0,1

-0,05

0

0,05

0,1

0,15

0 10 20 30 40 50 60 70

Zeit in Sekunden

Se

ns

or-

Sig

na

l in

Vo

lt


Sensor-SignaleMüller mit Jacke und Mantel, ADC Sample Rate 25 Hz

-0,15

-0,1

-0,05

0

0,05

0,1

0,15

0 5 10 15 20 25 30

Zeit in Sekunden

Me

ss

we

rt i

n V

olt


Sensor-SignaleMüller mit Jacke und Mantel, ADC Sample Rate 25 Hz

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0 5 10 15 20 25 30

Zeit in Sekunden

Me

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n V

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-0,06

-0,04

-0,02

0

0,02

0,04

0,06

0,08

90 95 100 105 110




– Der HF-Sensor muss automatisch an diewechselnden Messbedingungen angepasstwerden.

– Externe Störungen müssen erkannt undunterdrückt werden.

– Die relevanten Signale müssen herausgefiltertwerden.

Technische Herausforderungen

Daraus folgt, dass ein intelligentes,adaptives System zur Steuerung und

Signalanalyse eingesetzt werden muss.




– Der HF-Sensor bietet eine attraktiveMöglichkeit zur Erfassung von Körpersignalen.

– Der induktive Sensor ist unabhängig vonelektrostatischen Parametern, die leicht durchdie Umgebung beeinflusst werden.

– Der induktive Sensor ist leicht in textileWerkstoffe zu integrieren.

– Eine adaptive Steuerung und intelligenteSignalanalyse ist erforderlich.

Zusammenfassung


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !

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