Bio- und Medizintechnik

Laura Mignanelli, M. Sc.

 

Untersuchung von Schwingungen erzeugt vom menschlichen Körper 

Stand der Technik/Motivation

  • Der Herzschlag erzeugt charakteristische Schwingungen auf dem Thorax, die man mit einem Laser-Doppler-Vibrometer messen kann
  • Die Messung des Pulses, der Herzratenvariabilität und der Pulswellengeschwindigkeit sind seit längerem demonstriert worden
  • Die Bestimmung des PR Intervalls vom Schwingungssignal ist auch möglich

Methoden

  • Anwendung von Einpunktvibrometer und robotergestütztem Scanning-Vibrometer
  • Vergleich von Schwingungsdaten mit Messungen von einem Elektrokardiograph
  • Entwicklung von Algorithmen für Parametererkennung
  • Analyse der Einflüsse der Messbedingungen
  • Analyse von 3D-Schwingungsrichtung

Ergebnisse

  • Neben dem Pulsschlag kann auch die Kontraktion des Atriums auf dem Thorax erfasst werden
  • Messung von AV-Blöcken ist mit Laservibrometrie möglich
  • Empfohlene Einstellungen für Filter und Aufbau
  • Der Geschwindigkeitsvektor der Hautbewegung wechselt während eines kompletten Herzschlags die Richtung: keine einheitliche Messrichtung

Ausblick

  • Die im menschlichen Körper erzeugten Schwingungen für die medizinische Diagnose nutzen.
  • 3D-Laser-Scanning-Vibrometer zur Messung der 3D‑Geschwindigkeitsvektoren
  • Mehrkanalvibrometer zur Untersuchung der Schwingung in mehreren Punkten
  • Untersuchung der Abhängigkeit der Schwingung von anatomischen und physiologischen Merkmalen bei Hilfe des Ultraschalles und der Photoakustik: Simulation und Experimente auf Gelatine Probe
  • Vision: Kontaktloses Ultraschallgerät

Veröffentlichungen

  1. L. Mignanelli, A. Luik, K. Kroschel, L. Scalise and C. Rembe, “Laser Doppler Vibrometer in der Medizin,” in Proceedings of the XXIX. Messtechnisches Symposium des AHMT, Ilmenau, Germany, Sept. 2015, pp. 107-114.
  2. A. Luik, L. Mignanelli, K. Kroschel, C. Schmitt, C. Rembe and L. Scalise, “Laser Doppler Vibrometry for Non-Contact Identification and Classification of AV-Blocks,” Future Cardiology, vol. 12, pp. 269-279 (2016).
  3. L. Mignanelli, A. Luik, K. Kroschel, L. Scalise and C. Rembe, “Auswertung von Vibrometersignalen zur Bestimmung kardiovaskulärer Parameter,” Technisches Messen, vol. 83, pp. 462-473 (2016).
  4. L. Mignanelli and C. Rembe, “Algorithm for Automatic Detection of the Cardiovascular Parameter PR-Interval from LDV-Velocity Signals,” AIP Conf. Proc. 1740, 050002 (2016)
  5. L. Mignanelli, G. Bauer, M. Klarmann, H. Wang and C. Rembe“Influence of the measuring condition on vibrocardiographic signals acquired on the thorax with a laser Doppler vibrometer,” in Proceedings of the European Conferences on Biomedical Optics (ECBO)Munich, GermanyJune 2017p. 1041105.

 

 

Untersuchung der Richtungsabhängigkeit bei der Schwingungsmessung in der Vibrokardiographie
 

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