Bakalářská práce se zabývá ideovým návrhem zařízení pro monitorování vybraných životních funkcí, detekci polohy a případně pádu v terénu. U jednotlivců by se měly sledovat vitální funkce jako je srdeční frekvence, saturace krve kyslíkem a tělesná teplota. Data ze senzorů se odesílají do GSM modulu, odkud se vysílají dál po určitých rádiových frekvencích na nějaký zdravotnický server či do databáze. Data by se měla odesílat a vyhodnocovat kontinuálně a v případě nefyziologických či nestandardních hodnot zalarmovat zdravotnického pracovníka.
Anotace v angličtině
The bachelor thesis is focused on a conceptual design of a device for field monitoring selected vital signs, position tracking or eventual fall. Vital signs as a heart rate, blood oxygen saturation and body temperature of individuals should be monitored. Data collected by sensors are sent to the GSM module, which broadcast it through specific radio frequencies to a medical server or a database. The data should be sent and evaluated continuously and in a case of non-physiological or non-standard values should alert a medical worker.
Klíčová slova
Telemedicína, životní funkce, SpO2, pulsní oxymetrie, srdeční frekvence, teplota, pád, akcelerometr, poloha, GPS, GSM, Body Area Network, HL7
Klíčová slova v angličtině
Telemedicine, vital function, SpO2, pulse oximetry, heart rate, temperature, fall, accelerometer, location, GPS, GSM, Body Area Network, HL7
Rozsah průvodní práce
81
Jazyk
CZ
Anotace
Bakalářská práce se zabývá ideovým návrhem zařízení pro monitorování vybraných životních funkcí, detekci polohy a případně pádu v terénu. U jednotlivců by se měly sledovat vitální funkce jako je srdeční frekvence, saturace krve kyslíkem a tělesná teplota. Data ze senzorů se odesílají do GSM modulu, odkud se vysílají dál po určitých rádiových frekvencích na nějaký zdravotnický server či do databáze. Data by se měla odesílat a vyhodnocovat kontinuálně a v případě nefyziologických či nestandardních hodnot zalarmovat zdravotnického pracovníka.
Anotace v angličtině
The bachelor thesis is focused on a conceptual design of a device for field monitoring selected vital signs, position tracking or eventual fall. Vital signs as a heart rate, blood oxygen saturation and body temperature of individuals should be monitored. Data collected by sensors are sent to the GSM module, which broadcast it through specific radio frequencies to a medical server or a database. The data should be sent and evaluated continuously and in a case of non-physiological or non-standard values should alert a medical worker.
Klíčová slova
Telemedicína, životní funkce, SpO2, pulsní oxymetrie, srdeční frekvence, teplota, pád, akcelerometr, poloha, GPS, GSM, Body Area Network, HL7
Klíčová slova v angličtině
Telemedicine, vital function, SpO2, pulse oximetry, heart rate, temperature, fall, accelerometer, location, GPS, GSM, Body Area Network, HL7
Zásady pro vypracování
Cíle práce:
Cílem práce je zkoumat fyzickou zátěž člověka za účelem nalezení vhodných parametrů pro ideový návrh jednoduchého terénního monitoringu fyzického stavu člověka v mimořádných podmínkách, kterými se rozumí podmínky okolního prostředí, podmínky spojení pro přivolání dostupné pomoci, podmínky dlouhodobého odloučení od civilizace apod. Práce má tyto dílčí cíle:
1. Systematické posouzení biologických a technických aspektů monitoringu fyzické zátěže člověka.
2. Výběr parametrů charakterizujících fyzický stav člověka vhodných pro terénní monitoring.
3. Výběr reálně možných technických způsobů terénního monitoringu.
4. Specifikace požadavků na technické řešení terénního monitoringu.
Teoretická východiska (včetně výstupu z BP):
Pro terénní sledování fyzické zátěže při sportovních aktivitách jsou běžně používány sporttestery. Zpravidla využívají obecné fyziologické zákonitosti platné pro průměrnou populaci. Avšak jejich použití pro mimořádné podmínky naráží na tři základní problémy. Prvním z nich je individualizace nakolik jsou použitelné pro osoby vymykající se průměru vysoce trénovaní a odolní jedinci. Druhým je problém jejich robustnosti a dlouhodobé odolnosti vůči extrémním podmínkám. Třetím problémem je jejich schopnost poskytovat údaje o fyzickém stavu člověka po dostatečně dlouhou dobu na vzdálené stanoviště. Pro sledování fyzického stavu člověka jsou k dispozici samozřejmě další a sofistikovanější prostředky například dálkové sledování (telemetrie) stavu kosmonautů.
Výzkumné předpoklady:
Bakalářská práce bude tvořena částí biomedicínskou a částí technickou. Biomedicínská část práce se bude soustředit na posouzení biologických aspektů monitoringu fyzické zátěže člověka a na výběr parametrů charakterizujících fyzický stav člověka vhodných pro terénní monitoring. Za tím účelem bude třeba provést experimenty, které potvrdí či vyvrátí předpoklady hypotéz použité při prvotním výběru parametrů.
Technická část práce bude zaměřena na problematiku možných technických způsobů terénního monitoringu a specifikaci požadavků na zvolené technické řešení. To by kromě základních funkčních požadavků mělo splňovat podmínky na robustnost ve smyslu odolnosti na podmínky prostředí (klima, vibrace, EMC,) a na spolehlivost (bezporuchovost).
Metoda:
Použité metody budou analyticko-syntetické s kvantitativním vyhodnocením provedených experimentů týkajících se vhodnosti výběru parametrů. Pro formulaci požadavků na technické řešení bude jejich specifikace provedena pomocí hodnot příslušných technických parametrů.
Technika práce, vyhodnocení dat:
Základní technikou práce bude analýza problému a syntéza dílčích poznatků do logicky uceleného závěru. Bude zapotřebí používat deduktivní i induktivní úsudkový postup.
V rámci řešení biomedicínské části bude přistoupeno k vyhodnocení výsledků měření vybraných parametrů charakterizujících fyzický stav člověka za použití standardních statistických metod včetně vyhodnocení intervalu spolehlivosti pro stanovení nejistoty získaných výsledků.
V rámci řešení technické části práce bude provedeno posouzení technických a funkčních parametrů dostupných zařízení pro monitoring fyzického stavu člověka. Výsledky posouzení budou ve formě kvantitativního a kvalitativního vyhodnocení.
Místo a čas realizace výzkumu:
Biomedicínská část práce bude probíhat v laboratorních a terénních podmínkách. Laboratorní část proběhne v laboratoři sportovní motoriky KTV FP TU, kde budou probíhat funkční zátěžové testy. Terénní část výzkumu bude probíhat mimo laboratoř a to v různých terénních podmínkách. Akademický rok 2014/2015.
Vzorek:
Vzorek bude omezený z důvodu charakteru a rozsahu prací, časové a technické náročnosti výzkumu. Práce je zaměřena na získání prvotních informací pro další zaměření výzkumu. V této fázi výzkumu tedy postačuje, aby v biomedicínské části činil vzorek max. 5 osob.
Zásady pro vypracování
Cíle práce:
Cílem práce je zkoumat fyzickou zátěž člověka za účelem nalezení vhodných parametrů pro ideový návrh jednoduchého terénního monitoringu fyzického stavu člověka v mimořádných podmínkách, kterými se rozumí podmínky okolního prostředí, podmínky spojení pro přivolání dostupné pomoci, podmínky dlouhodobého odloučení od civilizace apod. Práce má tyto dílčí cíle:
1. Systematické posouzení biologických a technických aspektů monitoringu fyzické zátěže člověka.
2. Výběr parametrů charakterizujících fyzický stav člověka vhodných pro terénní monitoring.
3. Výběr reálně možných technických způsobů terénního monitoringu.
4. Specifikace požadavků na technické řešení terénního monitoringu.
Teoretická východiska (včetně výstupu z BP):
Pro terénní sledování fyzické zátěže při sportovních aktivitách jsou běžně používány sporttestery. Zpravidla využívají obecné fyziologické zákonitosti platné pro průměrnou populaci. Avšak jejich použití pro mimořádné podmínky naráží na tři základní problémy. Prvním z nich je individualizace nakolik jsou použitelné pro osoby vymykající se průměru vysoce trénovaní a odolní jedinci. Druhým je problém jejich robustnosti a dlouhodobé odolnosti vůči extrémním podmínkám. Třetím problémem je jejich schopnost poskytovat údaje o fyzickém stavu člověka po dostatečně dlouhou dobu na vzdálené stanoviště. Pro sledování fyzického stavu člověka jsou k dispozici samozřejmě další a sofistikovanější prostředky například dálkové sledování (telemetrie) stavu kosmonautů.
Výzkumné předpoklady:
Bakalářská práce bude tvořena částí biomedicínskou a částí technickou. Biomedicínská část práce se bude soustředit na posouzení biologických aspektů monitoringu fyzické zátěže člověka a na výběr parametrů charakterizujících fyzický stav člověka vhodných pro terénní monitoring. Za tím účelem bude třeba provést experimenty, které potvrdí či vyvrátí předpoklady hypotéz použité při prvotním výběru parametrů.
Technická část práce bude zaměřena na problematiku možných technických způsobů terénního monitoringu a specifikaci požadavků na zvolené technické řešení. To by kromě základních funkčních požadavků mělo splňovat podmínky na robustnost ve smyslu odolnosti na podmínky prostředí (klima, vibrace, EMC,) a na spolehlivost (bezporuchovost).
Metoda:
Použité metody budou analyticko-syntetické s kvantitativním vyhodnocením provedených experimentů týkajících se vhodnosti výběru parametrů. Pro formulaci požadavků na technické řešení bude jejich specifikace provedena pomocí hodnot příslušných technických parametrů.
Technika práce, vyhodnocení dat:
Základní technikou práce bude analýza problému a syntéza dílčích poznatků do logicky uceleného závěru. Bude zapotřebí používat deduktivní i induktivní úsudkový postup.
V rámci řešení biomedicínské části bude přistoupeno k vyhodnocení výsledků měření vybraných parametrů charakterizujících fyzický stav člověka za použití standardních statistických metod včetně vyhodnocení intervalu spolehlivosti pro stanovení nejistoty získaných výsledků.
V rámci řešení technické části práce bude provedeno posouzení technických a funkčních parametrů dostupných zařízení pro monitoring fyzického stavu člověka. Výsledky posouzení budou ve formě kvantitativního a kvalitativního vyhodnocení.
Místo a čas realizace výzkumu:
Biomedicínská část práce bude probíhat v laboratorních a terénních podmínkách. Laboratorní část proběhne v laboratoři sportovní motoriky KTV FP TU, kde budou probíhat funkční zátěžové testy. Terénní část výzkumu bude probíhat mimo laboratoř a to v různých terénních podmínkách. Akademický rok 2014/2015.
Vzorek:
Vzorek bude omezený z důvodu charakteru a rozsahu prací, časové a technické náročnosti výzkumu. Práce je zaměřena na získání prvotních informací pro další zaměření výzkumu. V této fázi výzkumu tedy postačuje, aby v biomedicínské části činil vzorek max. 5 osob.
Seznam doporučené literatury
ADAMEC, Jan a Richard ADAMEC. EKG podle Holtera. Vyd. 2. Praha: Galén, 2009. 115 s. ISBN 978-80-7262-483-6
DORF, Richard C. Sensors, nanoscience, biomedical engineering and instruments. Vyd. 3. Boca Raton: CRC Press/Taylor & Francis, 2006. 392 s. ISBN 978-0-8493-7346-6
FELDMAN, Arthur M. Heart failure: device managment. Vyd. 1. Oxford: Oxford Wiley-Blackwell, 2010. 186 s. ISBN 978-1-4051-5258-7
HAVLÍČKOVÁ, L. et al. Fyziologie tělesné zátěže I.: Obecná část. Vyd. 2. Praha: Karolinum, 2008. 203 s. ISBN 978-80-7184-875-2
KREIDL, Marcel. Měření teploty: Senzory a měřící obvody. Vyd. 1. Praha: BEN technická literatura, 2005, 293 s. ISBN 978-80-7300-145-2
PETROVIČ, Michal a Martin ŠIMEK. Bezdrátové sítě. Vyd. 1. Plzeň: Západočeská univerzita, 2013. 276 s. ISBN 978-80-261-0225-0
PLÍVA, Zdeněk, Jindra DRÁBKOVÁ, Jan KOPRNICKÝ, Leoš PETRŽÍLKA. Metodika zpracování diplomových, bakalářských a vědeckých prací. 2. upravené vydání. Liberec: Technická univerzita v Liberci, FM, 2014. Dostupné z: http://www.fm.tul.cz/files/jak_psat_DP.pdf. ISBN 978-80-7494-049-1
ROUBÍK, Karel. English for biomedical and electrical engineering scientists. Vyd. 1. Praha: České vysoké učení technické, 2009. 214 s. ISBN 978-80-01-04283-0
ROZMAN, J. a kol. Elektronické přístroje v lékařství. Vyd. 1. Praha: Academia, 2006. 408 s. ISBN 80-200-1308-3
SALITERMAN, Steven S. Fundamentals of bioMEMS and medical microdevices. Vyd. 1. Bellingham: SPIE Publications, 2006. 576 s. ISBN: 978-0-8194-5977-0
SVAČINA, Jiří. Elektromagnetická kompatibilita. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2002. Dostupné z: http://home.pilsfree.net/fantom/FEL/EMC/EMC_skripta.pdf
ČSN EN 60300-3-15:2010. Management spolehlivosti Část 3-15: Pokyn k použití Inženýrství spolehlivosti systémů. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, červenec 2010. 52 s. Třídicí znak 01 0690.
GALILEO signály a přijímače. Český kosmický portál: Odbor kosmických technologií a družicových systémů [online].
Dostupné z: http://www.czechspaceportal.cz/gnss-systemy/galileo/komponenty-systemu-galileo/galileo-signaly-a-prijimace/
KOKEŠOVÁ, Nikol. Principy činností soudobých mobilních komunikačních sítí. 2006. Dostupné z: http://www.fi.muni.cz/usr/staudek/mobilni/mobilni.html
Seznam doporučené literatury
ADAMEC, Jan a Richard ADAMEC. EKG podle Holtera. Vyd. 2. Praha: Galén, 2009. 115 s. ISBN 978-80-7262-483-6
DORF, Richard C. Sensors, nanoscience, biomedical engineering and instruments. Vyd. 3. Boca Raton: CRC Press/Taylor & Francis, 2006. 392 s. ISBN 978-0-8493-7346-6
FELDMAN, Arthur M. Heart failure: device managment. Vyd. 1. Oxford: Oxford Wiley-Blackwell, 2010. 186 s. ISBN 978-1-4051-5258-7
HAVLÍČKOVÁ, L. et al. Fyziologie tělesné zátěže I.: Obecná část. Vyd. 2. Praha: Karolinum, 2008. 203 s. ISBN 978-80-7184-875-2
KREIDL, Marcel. Měření teploty: Senzory a měřící obvody. Vyd. 1. Praha: BEN technická literatura, 2005, 293 s. ISBN 978-80-7300-145-2
PETROVIČ, Michal a Martin ŠIMEK. Bezdrátové sítě. Vyd. 1. Plzeň: Západočeská univerzita, 2013. 276 s. ISBN 978-80-261-0225-0
PLÍVA, Zdeněk, Jindra DRÁBKOVÁ, Jan KOPRNICKÝ, Leoš PETRŽÍLKA. Metodika zpracování diplomových, bakalářských a vědeckých prací. 2. upravené vydání. Liberec: Technická univerzita v Liberci, FM, 2014. Dostupné z: http://www.fm.tul.cz/files/jak_psat_DP.pdf. ISBN 978-80-7494-049-1
ROUBÍK, Karel. English for biomedical and electrical engineering scientists. Vyd. 1. Praha: České vysoké učení technické, 2009. 214 s. ISBN 978-80-01-04283-0
ROZMAN, J. a kol. Elektronické přístroje v lékařství. Vyd. 1. Praha: Academia, 2006. 408 s. ISBN 80-200-1308-3
SALITERMAN, Steven S. Fundamentals of bioMEMS and medical microdevices. Vyd. 1. Bellingham: SPIE Publications, 2006. 576 s. ISBN: 978-0-8194-5977-0
SVAČINA, Jiří. Elektromagnetická kompatibilita. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2002. Dostupné z: http://home.pilsfree.net/fantom/FEL/EMC/EMC_skripta.pdf
ČSN EN 60300-3-15:2010. Management spolehlivosti Část 3-15: Pokyn k použití Inženýrství spolehlivosti systémů. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, červenec 2010. 52 s. Třídicí znak 01 0690.
GALILEO signály a přijímače. Český kosmický portál: Odbor kosmických technologií a družicových systémů [online].
Dostupné z: http://www.czechspaceportal.cz/gnss-systemy/galileo/komponenty-systemu-galileo/galileo-signaly-a-prijimace/
KOKEŠOVÁ, Nikol. Principy činností soudobých mobilních komunikačních sítí. 2006. Dostupné z: http://www.fi.muni.cz/usr/staudek/mobilni/mobilni.html
Přílohy volně vložené
1 CD ROM
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby je zveřejněn pouze přihlášenému uživateli.