OPUS

Open Source Applikation für die Extraktion der Atemfrequenz aus dreidimensionalen Brustbewegungsdatensätzen für telemedizinische Anwendungen

  • Die Atemfrequenz ist neben anderen ein wichtiger Vitalparameter für die Erkennung von verschiedenen Erkrankungen des Atemsystems. Dennoch gibt es wenige Lösungen dafür, die Atemfrequenz aus der Ferne zu überwachen. Im Rahmen dieser Arbeit soll deshalb ein dreidimensionaler Beschleunigungssensor für die Aufnahme der Brustkorbbewegung verwendet werden. Aus diesen Bewegungsdaten soll daraufhin mit Hilfe von digitalen Signalverarbeitungsmethoden die Atemfrequenz ermittelt werden. Der Beschleunigungssensor ermittelt die rustkorbbewegung mit einer Abtastrate von 50 Punkten pro Sekunde für jede Achse. Die Rohsignale werden achsenweise mit einem Butterworth-Bandpassfilter gefiltert und daraufhin mit Hilfe der Fast Fourier Transformation in die jeweiligen Frequenzspektren umgerechnet. Die einzelnen Achsen-Spektren werden zusammenaddiert und bilden so die Frequenzen des gesamten Signals ab. In dem Gesamtspektrum wird das absolute Maximum gesucht, das die dominante Frequenz des Signals angibt, aus welcher die Atemfrequenz berechnet werden kann. Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, einen Open-Source Python-Prototypen zu entwickeln, der aus den Sensor-Rohdaten die Atemfrequenz ermitteln kann. Dieser soll nach Fertigstellung veröffentlicht werden. Die Ergebnisse des Prototypen sollen gegen die des „EarlySense VitalsGerätes evaluiert werden. Dabei sind für die Ergebnis-Datensätze die Korrelation berechnet sowie die statistische Signifikanz ermittelt worden. Die Evaluation hat gezeigt, dass der Prototyp gute Ergebnisse liefert, welche in den meisten Fällen eine statistisch signifikante Korrelation aufweisen.

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Metadaten
Author:Maximilian Kurscheidt
URN:urn:nbn:de:bsz:840-opus4-1144
Document Type:Bachelor Thesis
Language:German
Year of Completion:2016
Publishing Institution:Hochschule Heilbronn
Granting Institution:Hochschule Heilbronn, Informatik
Release Date:2016/06/18
Tag:Beschleunigungssensor
GND Keyword:Applikation , Atemfrequenz , Signalverarbeitung , Python
Faculty:Informatik
Access Right:Frei zugänglich
Licence (German):License LogoCreative Commons - Namensnennung, Nicht kommerziell, Keine Bearbeitung

$Rev: 13159 $