A K-band sensor interface design for remote cardiorespiratory sensing and monitoring
Kalp ve solunum verilerin uzaktan algılanması ve görüntülenmesi amaçlı K-band sensör sistemi arayüz tasarımı
- Tez No: 409229
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. AHMET ÖNCÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 71
Özet
Kalp ve solunum ile ilgili verilerin temassız ölçülmesine duyulan ihtiyaç birçok araştırmacıyı bu konuda çalışmaya sevk etmektedir. Temassız ölçüm çalışmaları için ağızdan çıkan hava akımının ölçülmesinden kamera görüntülerinin işlenmesine kadar birçok farklı yaklaşım kullanılmıştır. Bu tez çalışmasında ise Doppler etkisi ile hastanın göğüs kafesindeki hareketin saptanması tekniği baz alınmıştır. Hastanın göğüs kafesindeki bu hareket nefes alıp verme hareketi, kalp atışı verilerini içerisinde barındırmaktadır. Bu verilere ek olarak çevredeki hareketli objelerden ve durağan çevreden kaynaklı veriler de kalp ve solunum verileri ile beraber sisteme girmektedir. Bu nedenle, biyolojik verilerin başarılı bir şekilde elde edilebilmesi için istenmeyen verilerin filtrelenmesi gerekmektedir. Bütün bu gereksinimleri karşılamak amacıyla bir sensör sistemi tasarlanmış ve işlevselliği test edilmiştir. K-Band sensörden gelen giriş sinyali analog bir devre aracılığıyla işlenmektedir. Sinyalin filtrelenme ve kuvvetlendirilme işlemleri de bu bloğun içinde yapılmaktadır. Analog veriden sayısal veriye çevirici devrenin mümkün olan en yüksek verimde çalışabilmesi için gereken çıkış işareti genliğinin sağlanabilmesi için de bir otomatik kazanç kontrol birimi tasarlanmıştır. Dijital veriye çevrilen bu çıkış işareti, ARM tabanlı bir işlemci yardımıyla dijital olarak işlenerek göreli hareket hesaplanmıştır. Bu işlemin ardından çıkan veri, UDP kullanılarak görüntüleme terminaline gönderilmiştir. Görüntüleme terminalinde veriyi zaman uzayında, frekans uzayında ve spektogramda görselleştirebilmek için birtakım işaret işleme teknikleri kullanılmıştır. Bütün bu sistemden 3 adet üretilmiştir. Üretilen 3 sistem farklı noktaya yerleştirilmiş ve aynı sunucu üzerinde 3 farklı hastanın eş zamanlı takibi mümkün kılınmıştır. Bu özellikten yola çıkılarak, hastanelerde ya da evlerde farklı lokasyonlardaki hastaların yaşam sinyallari eş zamanlı olarak gözlemlenebilir.
Özet (Çeviri)
The need for a contact-less cardiorespiratory measurement made many researchers put their efforts on this matter. There are many different approaches to this issue. From flow of the air in and out of the mouth to image processing of a camera. A technique based on Doppler effect to detect movement in patient's chest wall is used. This movement contains many different kinds of data such as breathing movement, heartbeat, and random muscle twitches. In addition, we receive signal from stationary environment as well as dynamic objects and people around the patient. That is the reason why we need to precisely filter out the unwanted data in order to obtain the bio-signals successfully. A system has been designed and its functionality tested. An analog circuit manages the input signal coming from the K-band sensor. Filtering and amplification are done in this block. An automatic gain control (AGC) unit is also designed and used to maintain the output signal amplitude so that we can use the highest efficiency possible from analog to digital converter (ADC). The signal is then converted to digital and the relative movement is calculated in an arm-based processor. Then, the data are sent to the monitoring terminal using user datagram protocol (UDP). In the monitoring terminal, several digital signal processing steps are taken to visualize the signal in time domain, frequency domain, and spectrogram. A graphical user interface (GUI) is designed for easier observation of life signs. Additionally, three similar systems are fabricated and placed in three different locations, all of them connected to a server. This makes it possible to monitor the conditions of multiple patients at the same time and using this idea, we created a medical hub, which can be placed in a hospital to help monitor patients inside their home or in different rooms in hospital.
Benzer Tezler
- A high linearity s-band cryogenic low noise amplifier using 180 nm CMOS technology for space applications
Uzay uygulamaları için 180 nm CMOS teknolojisiyle gerçeklenmiş yüksek doğrusallı kriyojenik s-bant düşük gürültülü kuvvetlendirici
ALİCAN ÇAĞLAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA BERKE YELTEN
- Sabit mıknatıslı senkron motorların servo uygulamalarında PID kontrolör parametrelerinin otomatik ayarlanması
Auto tuning of PID controller parameters for permanent magnet synchronous motor servo applications
GÖKHAN ERÜNLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN GÖKAŞAN
- The use of doped ZnO nanomaterials with enhanced optoelectronic properties as an electrode
Optoelektronik özellikleri geliştirilen katkılı ZnO nanomalzemelerin elektrot malzemesi olarak kullanılması
OSMAN ÜRPER
Doktora
İngilizce
2021
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN
- Hareket halinde kütle ölçümü
Dynamic mass measurement
İLHAN KELEMENÇE
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜŞTAK ERHAN YALÇIN
- Silisyumun yönlü aşındırılması ve mikroalgılayıcılar
Anisotropic etching of silicon and microsensors
F.ALİ ALDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. DURAN LEBLEBİCİ