Entwicklung, Aufbau und Erprobung eines mobilen Pulsoximeters für reflexive und transmissive Sensoren mit aktiver Unterdrückung von Bewegungsartefakten

Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung, dem Aufbau und der Erprobung eines mobilen Pulsoximeters für reflexive und transmissive Sensoren mit aktiver Unterdrückung von Bewegungsartefakten. Zunächst werden physiologische Grundlagen des Sauerstofftransports im menschlichen Blut und physikalische Grundlagen der Pulsoximetrie beschrieben. Der Stand der Technik auf dem Gebiet der Unterdrückung von Bewegungsartefakten in der Pulsoximetrie wird dargelegt. Ein am Fraunhofer IPMS vorhandener Demonstrator wird vorgestellt und seine Verbesserungsmöglichkeiten werden analysiert. Das Schaltungskonzept und die Firmware des eingesetzten Mikrokontrollers werden nach hoher Signalqualität, geringer Leistungsaufnahme und geringen Abmessungen des Pulsoximeters optimiert. Die Datenübertragung wird über Bluetooth realisiert. Erste Erkenntnisse zum Einsatz des medizinischen Bluetoothprofils (HDP) werden dargestellt. Basierend auf der Bewertung der Ergebnisse der Literaturrecherche werden für das Erkennen und Unterdrücken von Bewegungsartefakten ein Beschleunigungssensor und ein Pulserkennungsalgorithmus auf Basis der Wavelet-Transformation verwendet. An einem neu erstellten Demonstrator, an dem die Weiterentwicklungen umgesetzt wurden, sind Messungen zur Bewertung der Signalqualität durchgeführt worden. Diese dienen zur qualitativen und quantitativen Bewertung der erreichten Verbesserungen.