Samenvatting

Ymif Engineering heeft de auteur gelegenheid gegeven zelf een afstudeerproject samen te stellen. In samenspraak is besloten om een meetsysteem te vervaardigen dat veel verschillende parameters aan het menselijke lichaam kan meten en registreren.

Er zijn verschillende systemen op de markt die een aantal, al dan niet fysiologische, parameters meten. Er is nog geen systeem gevonden dat meerdere fysiologische parameters i.c.m. andere sensoren registreert, terwijl dit technisch prima mogelijk is. Mogelijke doelgroepen voor een dergelijk meetsysteem zijn onderzoekers, sporters en kinderen met obesitas.

De opdracht luidt: "Ontwerp en vervaardig een eerste opzet van een human measurement device met een IMU, temperatuursensor, ECG-sensor en een respiratie-sensor dat de data van de genoemde sensoren kan loggen en dat is voorzien van de mogelijkheid tot draadloze communicatie."

In een verkennend onderzoek op het gebied van respiratie zijn een aantal manieren gevonden om respiratie te meten. De voor dit project meest geschikte meetwijze was om op een inductieve wijze respiratie te registreren. Dit is een veel gebruikte methode op het gebied van respiratiemetingen. Een inductieve respiratieband is een spoel verwerkt in een elastische band die om de thorax van een proefpersoon wordt bevestigd. Tijdens inademen verandert de omtrek van de thorax en verandert de lengte van de respiratieband. Dit heeft een verandering van de zelfinductie van de spoel tot gevolg. In een eerste opzet is besloten om de zelfinductie van de spoel te meten met een oscillatiecircuit. Het oscillatiecircuit geeft een puls af met een frequentie die veranderd met de ademhaling.

Er zijn verschillende onderzoeken gevonden op het gebied van ECG. In enkele onderzoeken worden (deel)schema's opgegeven van een ECG-circuit. Naar aanleiding van deze schema's zijn enkele test circuits gemaakt. Uit een vergelijking tussen een bestaand ECG-systeem en het test circuit blijkt dat de resultaten erg op elkaar lijken. Dit suggereert dat het test circuit goed is te gebruiken in een ECG-systeem. Er worden een aantal aanbevelingen gedaan om dit verder te optimaliseren. Het resultaat is een ECG-circuit bestaande uit 'droge' elektrode dat tevens contactloos kan worden gebruikt.

Uiteindelijk is prototype gemaakt waar zowel het respiratie- als ECG-circuit in zijn verwerkt en andere sensoren. Het ECG-signaal wordt waargenomen met de ADC van de µC. De respiratie wordt waargenomen met behulp van een simpele teller (counter). Tijdens het schrijven van de embedded software is een simpel hartslag algoritme gemaakt, waarmee de hartslag van een proefpersoon kan worden gedetecteerd. Ook is PC-software geschreven waarmee alle sensoren van het prototype kunnen worden uitgelezen.

Het resultaat is een prototype dat de ruwe data van de genoemde sensoren kan loggen en via bluetooth kan versturen. Hoewel het resultaat voldoet aan de opdracht moet worden opgemerkt dat er nog veel kan worden verbeterd aan het systeem.