TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI
Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Akademický rok: 2014 / 2015
ZADÁNÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE
(PROJEKTU, UMĚLECKÉHO DÍLA, UMĚLECKÉHO VÝKONU)
Jméno a příjmení: Bc. Vendula Tomešová Osobní číslo: M13000226
Studijní program: N2612 Elektrotechnika a informatika Studijní obor: Mechatronika
Název tématu: Problematika monitorace pacienta ve spánkové laboratoři Zadávající katedra: Ústav mechatroniky a technické informatiky
Z á s a d y p r o v y p r a c o v á n í :
1. Identifikujte komplikace spojené se snímáním lidských vitálních projevů ve spánkové laboratoři.
2. Seznamte se s principy a funkcemi dostupného přístrojového vybavení a se současnými diagnostickými postupy.
3. Proveďte vlastní návrh čidel pro monitorování spánku.
4. Porovnejte navržené metody pomocí dostupného přístrojového vybavení s konvenčním způsobem snímání lidských vitálních projevů.
5. Ověřte provedením měření možnosti zpracování a vyhodnocování dat z realizovaných čidel.
Rozsah grafických prací: dle potřeby dokumentace
Rozsah pracovní zprávy: 40–50 stran
Forma zpracování diplomové práce: tištěná / elektronická Seznam odborné literatury:
[1] Plíva Z., Drábková J., Koprnický J., Petržílka L. Metodika zpracování bakalářských a diplomových prací. Liberec: Technická univerzita, 2014.
60 s. ISBN 978-80-7494-049-1.
[2] Geyer J. D., Carney P. R., Payne T. A., Atlas of Polysomnography. Druhé vydání. Philadelphia, LWW, 2010.
[3] Málek J., BOHÁČ M. Počítačové zpracování signálů. Liberec: Přednášky PZS. 2014.
[4] Jelínek J. Měření fyzikálních veličin. Liberec: Přednášky TUL, 2014.
[5] Rozman J. a kolektiv. Elektronické přístroje v lékařství. Praha, Academia, 2006, ISBN: 80-200-1308-3.
Vedoucí diplomové práce: Ing. Jiří Jelínek, Ph.D.
Ústav mechatroniky a technické informatiky Konzultant diplomové práce: Ing. Martin Kysela
Ústav mechatroniky a technické informatiky
Datum zadání diplomové práce: 10. října 2014 Termín odevzdání diplomové práce: 15. května 2015
V Liberci dne 10. října 2014
Obrázek 1: Odporová charakteristika bez / po tepelné úpravě [10]
Obrázek 2: Vlevo průřez čidlem v klidovém stavu, vpravo v průhybu [10]
Obrázek 3: Vnitřní konstrukce kovového nitinolového čidla
Obrázek 4: NiTi senzory pro snímání polohy, uložení na roštu pod trupem
Tabulka 1: Rozměry čidel pro snímání polohy
Obrázek 5: Převodník k NiTi senzorům – konstrukce, elektronika
Obrázek 6: Schéma měřicího systému v software Eagle [11]
Obrázek 7: Program „Matrace“ [11]
Obrázek 8: Přetočení z levého boku na pravý, poté z pravého na levý
Obrázek 9: Pacient se snímači dechové aktivity v provedení elastických pásů
Obrázek 10: Vnitřní pohled na čidla, vlevo aktivní část, vpravo pasivní s NiTi drátem
Tabulka 2 Specifikace čidel pro snímání dechové aktivity
Obrázek 11: NiTi senzory s převodníkem
Obrázek 12: Program „Monitorace dechu“
Obrázek 13: Dýchání do břicha snímané NiTi senzory
Obrázek 14: Záznam chrápání s analýzou spektra signálu [7]
Obrázek 15: Záznam chrápání muže z mikrofonu 1 [7]
Obrázek 16: Záznam chrápání muže z mikrofonu 2 [7]
Obrázek 17 Záznam chrápání muže z mikrofonu 3 [7]
Obrázek 18: Záznam chrápání muže z mikrofonu 4 [7]
Tabulka 3: Záznam ze snímání chrápání mikrofony viz kapitola 4. [7]
Signál Základní f
[kHz] B [kHz] Max amplituda
Průměr f [kHz]
Průměr B [kHz]
Průměr amplitudy
Mikrofon 1 Žena 0,65 - 1,60 2,85 0,20
0,53 - 1,40 2,98 0,16 Muž 0,40 - 1,20 3,10 0,12
Mikrofon 2 Žena 1,00 - 1,40 0,70 0,12
0,70 - 1,35 1,90 0,51 Muž 0,40 - 1,30 3,10 0,90
Mikrofon 3 Žena 0,40 - 1,60 3,30 1,00
0,45 - 1,40 3,15 0,98 Muž 0,50 - 1,20 3,00 0,95
Mikrofon 4 Žena 0,35 - 1,75 3,30 1,00
0,33 - 1,58 3,30 1,00 Muž 0,30 - 1,40 3,30 1,00
Průměr Žena 0,60 - 1,59 2,54 0,58
Muž 0,40 - 1,28 3,13 0,74
Celkový průměr 0,50 - 1,43 2,83 0,66
Obrázek 19: Návrh rozmístění senzorů teploty (T) a vlhkosti (H)
Obrázek 20: Vlevo interdigitální struktura senzoru, vpravo náhradní obvod [9]
Obrázek 21: IDE struktura s vodivě přilepeným SMD teploměrem [9]
Obrázek 22: Záznam měření z polysomnografu
Obrázek 23: Záznam z NiTi senzorů: Ulehnutí a následné posazení
Obrázek 24: Záznam z NiTi senzorů:Dýchání do hrudníku při poloze na boku
2600 2620 2640 2660 2680 2700 2720 2740 2760 2780 2800
1 14 27 40 53 66 79 92 105 118 131 144 157 170 183 196 209 222 235 248 261 274 287 300 313 326 339 352
průhyb [lbs]
vzorky
Pravý bok
Obrázek 25: Záznam chrápání z mikrofonu 3
