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BayWISS-Kolleg Gesundheit www.baywiss.de

Projekte im Verbundkolleg Gesundheit

© eliola, Pixabay

Deep-PPG - Robuste Erfassung der Photoplethysmographischen Kurve in mobilen Systemen

Die Nutzung von Wearables zur Echtzeiterfassung von Vitalparameter hat über die letzten Jahre ein steigendes Interesse hervorgerufen. Unter anderem werden Parameter, wie die Herzfrequenz oder Sauerstoffsättigung des Blutes (SpO2), gemessen. Eine Methode zur Erfassung vitaler Parameter ist die Messung der Photoplethysmographischen (PPG-) Kurve. Die erreichte Robustheit der Messung gegenüber Bewegungsartefakten reicht jedoch bei weitem nicht aus. Gerade im Belastungsbereich bei sportlichen Aktivitäten zeigt sich die Störanfälligkeit des Signals gegenüber Bewegung des Trägers. Heutige Ansätze zur Reduktion der Bewegungsartefakte können letztlich nur eine Teilrekonstruktion darstellen.

Im Projekt sollen zwei Ansätze zur Steigerung der Robustheit der PPG-Erfassung und Interpretation untersucht werden. Im ersten Ansatz soll zur Reduktion von Bewegungsartefakten der Einsatz multipler Lichtquellen und Sensoren an unterschiedlichen Positionen in Kombination mit der Echtzeit-Analyse der anfallenden Daten durch adaptive intelligente Algorithmen evaluiert werden.

Im zweiten Ansatz soll die Ersetzung von LEDs durch Vertical-Cavity Surface-Emitting-Laser (VCSEL) untersucht werden. VCSEL kombinieren Eigenschaften der LED und des Lasers. Von Vorteil sind bspw. die extrem kleine und flache Bauform und einfache Montage. Gegenüber ihrem Pendant, den kantenemittierenden Laserdioden, weisen VCSEL geringere Produktionskosten, bessere Fokussierbarkeit und eine deutlich geringere spektrale Temperaturempfindlichkeit auf. Bei gleicher optischer Ausgangsleistung weisen VCSEL im Vergleich zu Kantenemittern und auch zu LEDs eine deutlich geringere elektrische Verlustleistung auf. Als besonders vorteilhaft gegenüber der Nutzung von LEDs zur Erfassung der PPG-Kurve erweist sich die geringe Strahldivergenz eines VCSEL.

MITGLIED IM KOLLEG

seit

Betreuer Hochschule für angewandte Wissenschaften Landshut:

Prof. Dr. Andreas Breidenassel

Forschungsschwerpunkte:

  • Optoelektronik und Laser in medizinischen Anwendungen
  • Eingebettete autonome Systeme und Edge AI

Betreutes Projekt:
Deep-PPG - Robuste Erfassung der Photoplethysmographischen Kurve in mobilen Systemen

Maximilian Reiser

Maximilian Reiser

Hochschule für angewandte Wissenschaften Landshut

Koordination

Treten Sie mit uns in Kontakt. Wir freuen uns auf Ihre Fragen und Anregungen zum Verbundkolleg Gesundheit.

Dr. Sabine Fütterer-Akili

Dr. Sabine Fütterer-Akili

Koordinatorin BayWISS-Verbundkolleg Gesundheit und BayWISS-Verbundkolleg Ökonomie

Universität Regensburg
Zentrum zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses
Universitätsstraße 31
93053 Regensburg

Telefon: +49 941 9435548
gesundheit.vk@baywiss.de