Forschungsbericht 2009



Telemetrisches Diagnose-Netz für mobiles Patienten-Monitoring

Institut: Mikrosystemtechnik
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jörg Müller
Stellvertretende Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jörg Müller
Mitarbeiter/innen: MS, Anna Karilainen , Dipl.-Ing. Thomas Finnberg
Projektnummer: E.4-07.030
Laufzeit: 01.01.2003 - 30.04.2006
Finanzierung: BMBF


 
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Ziel des Projekts ist die Implementierung eines drahtlosen passiven Sensornetzwerks zur Anwendung in der medizinischen Langzeitdiagnostik. Kernpunkt ist die Entwicklung geeigneter Sensoren sowie die Realisierung einer Auswerteelektronik.

Hierfür wurde ein Surface Acoustic Wave (SAW) Sensorsystem, entsprechend Abbildung 1, entwickelt. Die SAW-Technik basiert auf dem Prinzip der Wandlung eines elektrischen Signals mit Hilfe einer Interdigitalstruktur (IDT) in eine Oberflächenwelle auf einem piezoelektrischen Substrat.

Die SAW Sensoren werden als 2-Port Delay Line ausgeführt und mittels Pulsradar abgefragt. Die Lastimpedanz des SAWs wird durch einen Schwingkreis realisiert. In Abhängigkeit der Impedanz des Schwingkreises im Frequenzbereich des Abfragepulses wird der reflektierte Wellenzug in Amplitude und Phase moduliert. Die Mittenfrequenz des Schwingkreises lässt sich über eine Varaktordiode kapazitiv verstimmen. Die Aussteuerung erfolgt über das an den EKG-Elektroden angelegte Herzpotential, wodurch die eigentliche Messgröße in das reflektierte Signal hineinmoduliert wird.

Die Messauflösung wird von der Güte des an die Mess-IDT angeschlossenen Schwingkreises bestimmt. Um die Güte des Schwingkreises zu erhöhen, wurde eine planare Mikrospule hoher Güte im UV-LIGA-Verfahren entwickelt. Abschließend ermittelt die Auswertestation aus den empfangenen Signalen den zu messenden physikalischen Wert. Für eine EKG-Messung werden mehrere Sensoren benötigt, die Antwortsignale der einzelnen Sensoren werden durch Time Frequency Multiplexing voneinander getrennt.

Weitere Informationen zu diesem Forschungsprojekt können Sie hier bekommen.

 

Publikationen
  • 4-07.142V

    A. Karilainen, T. Finnberg, T. Uelzen, K. Dembowski, J. Müller, Mobile Patient Monitoring Based on Impedance-Loaded Surface Acoustic Wave Sensors, IEEE Transactions On Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, November 2004, Volume 51, Number 11

  • 4-07.143V

    T. Finnberg, A. Karilainen, K. Dembowski, J. Müller, Interrogation Unit for Wireless Mobile Long Term ECG Monitoring, Proceedings of VDE-BMT 2004, p. 248-249, Ilmenau, Germany

  • 4-07.144V

    A. Karilainen, T. Finnberg, K. Dembowski, J. Müller, Wireless Passive Sensor Network for Long Term ECG Monitoring, Proceedings of VDE-BMT 2004, p. 266-267, Ilmenau, Germany

  • 4-07.170V

    Thomas Finnberg, Anna Karilainen, Jörg Müller. Interrogation Unit for SAW Delay Line Sensors, 345th Wilhelm and Else Heraeus Seminar on Acoustic Wave Based Sensors, 11-13 April 2005, Physikzentrum Bad Honnef, Germany (Poster)

  • 4-07.164V

    Anna Karilainen. Passive Voltage¿Sensor based on saw¿technology. 345th Wilhelm und Else Heraeus Seminar: Acoustic Wave Based Sensors: Fundamentals, Concepts, New Applications, 10-13 April 2005, Bad Honnef. (Oral presentation)

  • 4-07.163V

    Anna Karilainen, Stefan Hansen and Jörg Müller. Novel Dry Electrodes for Long-Term ECG-Monitoring. Submitted for publication on 11 July 2005 to IEEE Transactions in Biomedical Engineering

  • 4-07.162V

    Anna Karilainen, Stefan Hansen, Jörg Müller. Dry and Capacitive Electrodes for Long-Term ECG-Monitoring. SAFE2005, 8th Annual Workshop on Semiconductor Advances for Future Electronics, 17-18 November 2005, Veldhoven, The Netherlands. Pp. 155-161

  • 4-07.169V

    Thomas Finnberg, Anna Karilainen and Jörg Müller. Mobile Interrogation Unit for Passive SAW-Sensors in Long-Term ECG-Monitoring. International Federation for Medical and Biological Engineering Proceedigs EMBEC¿05, The 3th European Medical and Biological Engineering Conference. Volume 11(1). 20-25 November 2005, Prague, Czech Republic.

  • 4-07.168V

    Anna Karilainen, Thomas Finnberg and Jörg Müller. Wireless Passive Sensor for Measuring ECG and Other Biopotentials in Impedance Loaded SAW Technology. International Federation for Medical and Biological Engineering Proceedigs EMBEC¿05, The 3th European Medical and Biological Engineering Conference. Volume 11(1). 20-25 November 2005, Prague, Czech Republic.

  • 4-07.167V

    Thomas Finnberg, Anna Karilainen and Jörg Müller.. Mobile Interrogation Unit for Passive SAW-Sensors in Long-Term ECG Monitoring VDE-BMT 2005. 14-17 September 2005 Pp. 439-440

  • 4-07.166V

    Anna Karilainen, Thomas Finnberg and Jörg Müller. ECG Sensor Based on Impedance Loaded SAW Transponder. VDE-BMT 2005. 14-17 September 2005 Pp. 433-434

  • 4-07.165V

    Thomas Finnberg, Anna Karilainen, Jörg Müller. Mobile Integration Unit for Passive SAW-Sensors in Long-Term ECG-Monitoring. ProRISC2004, 15th Annual Workshop on Circuits, Systems and Signal Processing, 25-26 November 2004, Veldhoven, The Netherlands. Pp. 246-249

  • 4-07.161V

    Anna Karilainen, Thomas Finnberg, Jörg Müller Passive, Wireless ECG-Sensor Based on Impedance Loaded SAW-Transponders SAFE2004, 7th Annual Workshop on Semiconductor Advances for Future Electronics, 25-26 November 2004, Veldhoven, The Netherlands. Pp. 753-759.


Stichwörter

  • Biopotential, drahtlos, SAW-Sensor