Functional garments for physiological sensing purposes have been utilized in several disciplinesi.e. sports, firefighting, military and medical. In most of the cases textile electrodes (Textrodes)embedded in the garment are employed to monitor vital signs and other physiologicalmeasurements. Electrical Bioimpedance (EBI) is a non-invasive and effective technology that canbe used for detection and supervision of different health conditions. In some specific applicationssuch as body composition assessment EBIS has shown encouraging results proving good degreeof effectiveness and reliability. In a similar way Impedance Cardiography (ICG) is anothermodality of EBI primarily concerned with the determination of Stroke Volume SV, indices ofcontractility, and other aspects of hemodynamics.EBI technology in the previously mentioned modalities can benefit from a integration with agarment; however, a successful implementation of EBI technology depends on the goodperformance of textile electrodes. The main weakness of Textrodes is a deficient skin-electrodeinterface which produces a high degree of sensitivity to signal disturbances. This sensitivity canbe reduced with a suitable selection of the electrode material and an intelligent and ergonomicgarment design that ensures an effective skin-electrode contact area.This research work studies the performance of textile electrodes and garments for EBIspectroscopy for Total Body Assessment and Transthoracic Electrical Bioimpedance (TEB) forcardio monitoring. Their performance is analyzed based on impedance spectra, estimation ofparameters, influence of electrode polarization impedance Zep and quality of the signals using asreference Ag/AgCl electrodes. The study includes the analysis of some characteristics of thetextile electrodes such as conductive material, skin-electrode contact area size and fabricconstruction.The results obtained in this research work present evidence that textile garments with a dry skinelectrodeinterface like the ones used in research produce reliable EBI measurements in bothmodalities: BIS for Total Body Assessment and TEB for Impedance Cardiography. Textiletechnology, if successfully integrated, may enable the utilization of EBI in both modalities andconsequently implementing wearable applications for home and personal health monitoring.

Arbetet är en komplettering till ett befintligt projekt som gjorts på MT-FoU vid Norrlands Universitetssjukhus. I det befintliga projektet har ett mobilt system, MoLab, skapats för att analysera gång. Systemet har en algoritm som ska ge tidsmarkörer vid hälisättning och är baserat på tröghetsgivare. Målet med arbetet är att utvärdera noggrannheten hos den befintliga algoritmen. För att göra det skapas ett mätsystem och en testsensor används för att kunna testa om den befintliga algoritmen i det tidigare arbetet har något fel inom ett bestämt intervall, -20ms < x < 20ms. Det undersöks även om gånghastighet eller huruvida testpersonen bär skor eller inte ger någon skillnad i felet. Till mätsystemet används en Adafruit Feather MO Bluefruit LE och tester gjordes på tre testpersoner i åldrarna 28–47 år (totalt 18 test). På mätvärdena utfördes t-test och det gjordes en box plot för att analysera resultaten. Medelvärdet för normal gång, med skor för alla testpersoner och test, blev 0,42 ms. Normal gång utan skor blev 5,02 ms. Medelvärdet för rask gång, med skor, blev 0,44 ms och utan skor blev 0,87 ms. Medelvärdet för långsam gång, med skor, blev -4,68 ms och utan skor blev 2,04 ms. Resultaten från boxplotten visar att tidskillnaderna mellan systemen blev ganska spridda men att medelvärdet, ligger inom det bestämda intervallet vid alla tester. T-testen visar att nollhypotesen gäller och att det befintliga systemet därmed anses registrera hälisättningen korrekt. Algoritmen skulle därför fungera för detektion av hälisättning vid gång. / The work is a complement to an existing project done at MT-R&D at Norrlands University Hospital. In the existing project, a mobile system, MoLab, has been created for gaitanalysis. The system has an algorithm that provides time markers for heel strikes and isbased on inertial sensors. The aim of the work is to evaluate the accuracy of the existingalgorithm. To do that, a measurement system is created and a test sensor is used to testif the existing algorithm in the previous work has a difference within a certain range, -20ms <x <20ms, to the test sensor. It is also examined whether walking speed or whetherthe test person wears shoes or not give a difference in the error. The measuring systemuses an Adafruit Feather MO Bluefruit LE and tests were made on three test subjectsaged 28-47 years (a total of 18 tests). At the measured values, t-tests and box plots wereperformed to analyze the results. The mean time difference for normal walking speed,with shoes for all test subjects and tests, was 0,42 ms. The mean time difference fornormal speed, without shoes, was 5,02 ms. The mean time difference for rapid speed,with shoes, was 0,44 ms and without shoes was 0,87 ms. The mean time difference forslow walking speed, with shoes, was -4,68 ms and without shoes was 2,04 ms. Theresults from the box plot show that the time differences between the systems were quitespread but that the mean and median values are within the specified range of all tests.The T-test shows that the null hypothesis is valid and that the existing system is thusconsidered to register the heel strike correctly. The algorithm would therefore work fordetection of heel strikes in gait.

Stetoskopet är en stor och viktig del inom dagens sjukvård och diagnostik. Den medicinska undersökning som används för att lyssna på kroppens ljud kallas för auskultation. Genom att utföra auskultationer av hjärta och lungor har läkare möjlighet att upptäcka och diagnostisera vanligt förekommande sjukdomar. Att digitalisera stetoskop är till stor fördel eftersom ljuden då kan förstärkas, spelas in och skickas på distans. Medicinsk teknik, forskning och utveckling (MT-FoU) på Norrlands Universitetssjukhus har idag utvecklat och driftsatt ett mjukvarusystem som överför kroppsljud på distans. Idag används en annan tillverkares stetoskop tillsammans med det utvecklade mjukvarusystemet. Detta innebär en risk om produkten skulle tas ur bruk och ger även mindre möjlighet till vidareutveckling av systemet. I detta projekt ges en inblick i hur konstruktionen av de digitala stetoskopen som finns idag är uppbyggda samt en utvärdering av sensorer som är relevanta för att plocka upp dessa kroppsljud. En prototyp tillverkas för att ge en grund till hur ett digitalt stetoskop kan tillverkas. Olika jämförelser görs med hjälp av prototypen för att undersöka hur störningar kan elimineras och minskas med hjälp av olika material på de tillhörande komponenterna. Resultaten tyder på att ett enkelt digitalt stetoskop som använder sig av en piezoelektrisk sensor kan tillverkas och fånga upp de relevanta ljuden som vill uppnås för avlyssning av hjärtats ljud. Med den prototyp som tillverkats kan man höra ett normalt hjärtljud som är något förstärkt och andra ointressanta ljud och störningar är tillräckligt bortfiltrerade för att höra tydliga slag. / The stethoscope is a major and important part of today's healthcare and diagnostics. Askultation is the medical examination that is used to listen to the body's sounds. By performing auscultations of the heart and lungs, doctors have the ability to detect and diagnose common diseases. The development of electronic stethoscopes is a great advantage since the sounds can then be amplified, recorded and transfered to the doctor at a distance. Biomedical Engineering Research and Development (BE-R \& D) at Norrlands University Hospital has developed and implemented a software system that transmits body sounds remotely. Today, another manufacturer's stethoscope is used with the developed software system. This implies a risk of the product being taken out of use or a risk of having less opportunity for further development of the system. This project provides an insight in how the structures of the digital stethoscopes available today are designed. The report also gives an evaluation of sensors relevant to picking up these body sounds. A prototype is manufactured to provide a basis for how a digital stethoscope can be manufactured. Different comparisons are made using the prototype to evaluate how disturbances can be eliminated and reduced using different materials on the input components. The results indicate that a simple digital stethoscope using a piezoelectric sensor can be manufactured and capture the relevant sounds for interception of the heart's sound. With the prototype produced, you can hear a normal heart sound that is amplified. Other sounds that are not of interest and noise are sufficiently filtered to hear clear strokes.

In today's health care it is important to study and monitor vital parameters to diagnose respiratory diseases and have the ability to intervene in possible respiratory arrest. The XeThru X2M200 is new on the market and uses Ultra Wideband (UWB) radar technology to detect inhalation and exhalation. With this radar technology the product does not need to be in contact with the patient. An evaluation of the respiratory sensor has been desired and is being made to investigate the characteristics of the product. The main goals under consideration are the maximum distance between the respiratory sensor and person of interest, if the maximum distance is affected by the sensitivity, the precision of the respiratory sensor depend on the person's direction and whether different blankets prevent the measurement of inhalation and exhalation.   To evaluate the characteristics of the respiratory sensor based on the main goals that have been set, measurements have been made on both test subjects and measurement objects. The results from the measurements have been shown graphically in XeThru Explorer (a software designed for the product). From the results obtained, the respiratory radar sensor appears to be useful to monitor breathing during sleep in a home environment. However, signal loss during certain periods is associated with the patient’s movement, which means that the respiratory sensor should not be used as intensive care monitoring or in similar departments, where the staff needs to quickly intervene in case of respiratory arrest. The breathing sensor can also lose signal without any movement. This is mainly caused by its positioning. To minimize the loss, the respiratory sensor should be placed without any object between the subject and respiratory sensor, and with the chest placed closes to the respiratory sensor. Placing the respiratory sensor in the ceiling has proven to be the most suitable position at sleep measurements. / I dagens sjukvård är det viktigt att kunna studera och övervaka vitala parametrar för att kunna ställa diagnoser på sjukdomar som berör andning samt att kunna ingripa vid eventuellt andningsstopp. Utvecklingskortet XeThru X2M200 är nytt på marknaden och använder sig av Ultra WideBand (UWB) radarteknik för att detektera in- och utandning. Eftersom den använder sig av radarteknik behöver produkten inte vidröra patienten. En utvärdering av andningssensorn görs för att undersöka produktens egenskaper. De huvudmål som undersöks är det maximala avstånd som kan vara mellan andningssensor och mätperson, om det maximala avståndet påverkas av känslighetsgraden, andningssensorns precision beroende på personens riktning samt om olika täcken förhindrar mätningen av andning. För att utvärdera andningssensorns egenskaper utifrån de huvudmål som har ställts har mätningar gjorts på både testpersoner och mätobjekt. Resultaten från mätningarna har visats grafiskt i mjukvaruprogrammet XeThru Explorer som är framtagen för produkten. Från resultaten som erhållits tycks den andningsbaserade radarsensorn kunna användas i hemmiljö för övervakning andning under sömn. Dock tappas signal under vissa perioder i samband när rörelser sker, vilket gör att andningssensorn inte bör användas som övervakning på intensivvård eller liknande avdelningar, där personal snabbt behöver ingripa vid eventuellt andningsstopp.  Andningssensorn kan även tappa signal utan att någon rörelse sker. Detta orsakas främst av dess positionering. För att minimera bortfallet bör andningssensorn placeras utan något ledande objekt mellan mätobjekt och andningssensor, samt att bröstkorgen bör placeras närmast andningssensorn. Att placera andningssensorn i taket har visat sig vara den mest lämpade positionen vid sömnmätningar.

Dialys görs för att avlägsna restprodukter och avlägsna vatten från blodet. Under dialysbehandling förekommer mikroluftbubblor i blodet som går tillbaka in i patienten. Mikrobubblor i blod kan medföra risk för patienten under behandling när dessa passerar lungbarriären. Detta examensarbete har utförts i forskningssyfte för att ta reda på om blodets koncentration och/eller flödeshastigheten i systemet har någon inverkan på antalet och volymen mikroluftbubblor som tar sig igenom luftkammaren inom dialys. Rapporten behandlar hur mätningarna och analyseringen utförts och vad resultatet från projektet blivit. Studien bevisar att flödeshastigheten 400ml/min resulterar i att mest mikroluftbubblor passerar systemets luftkammare och går tillbaka till patienten. Det verkar som att när blodkoncentrationen överstiger 120HB så är flödeshastigheten 300ml/min effektivare på att reducera luft än vad flödeshastigheten 200ml/min är. Studien indikerar att alltför höga flöden (400ml/min) inte bör användas på patienter eftersom luftkammaren reducerar mindre antal bubblor och volym luft, troligtvis därför att höga flöden medför mer turbulens och därmed ett ökat antal mikrobubblor. / Dialysis is performed to remove waste products and water from the blood. During dialysis treatment micro air bubbles occurs in the blood that goes back into the patient. Micro bubbles in blood may cause risk to the patient during treatment when these pass the lung barrier. This bachelor thesis was completed in research purposes to find out if the concentration of the blood and/or the flow rate in the system has any impact on the number and volume of micro air bubbles that passes the air chamber in haemodialysis. This report addresses how the measurements and analysis were done and how the results of the project turned out. The study proves that the flow rate 400ml/min results in the largest amount of micro air bubbles that passes the systems air chamber and goes back into the patient. It seems that when the concentration of the blood is 120HB and higher the flow rate 300ml/min is more effective in reducing air than when the flow rate is 200ml/min. The study proves that the flow rate 400ml/min shouldn’t be used to treat patients because the air chamber doesn’t reduce the amount of micro bubbles or volume air as well as the lower flow rates.

Deep Brain Stimulation (DBS) is a treatment of movement disorders such as Parkinson's disease and essential tremor. Today it has been used in more than 80.000 patients. Electrical stimulation is administered by an implanted pulse generator through an electrode surgically placed in a target brain area specific to the treated disease. Opposed to alternative purely surgical treatment procedures, DBS is reversible and can be turned off. In this project, the aim is to individualise an already existing computational model of DBS, but also to look at optimisation of the treatment by developing a neuron model. It has been executed the following way. To localise the target area for the electrode, Magnetic Resonance Imaging (MRI) is used. An MRI image consists of volume elements called voxels. By analysing these voxels, it is possible to set up a coordinate system for the position of different parts of the brain. To build up an individualised model of the DBS, an MRI image is segmented into tissues of different conductivity thus resulting in a more accurate description of the electrical field around the electrode. To visualize the stimuli coverage for the medical staff, the MRI image of the target area, the electrode, and the electrical field produced by the stimuli are depicted in the same figure. From the results, we can draw the conclusion that this method works well for individualising the computational model of DBS, but it has only been used on one MRI scan so far so it needs further testing to obtain more data to compare with. The neuron model is a temporospatial mathematical model of a single neuron for the prediction of activation by a given electrically applied field generated by a DBS lead. The activation model is intended to be part of a patient-specific model of an already existing computational model of DBS. The model originate from a neuron model developed by Hodgkin and Huxley (HH). The original HH model only takes into account one compartment and, to make the neuron model more accurate, it is combined with a cable model. The simulation results obtained with the model have been validated against an established and widely accepted neuron model. The results correlated highly to each other with only minor differences. To see how position and orientation impact on activation, the developed HH model was tested for different pulse widths, distances from the lead, and rotations of the neuron relative to the lead. A larger pulse width makes activation more likely and so does a larger amplitude. Thicker neurons are more likely to get activated, neurons closer to the lead and also neurons perpendicular to the lead. From the results we can draw the conclusion that this method is a good way to stimulate neural activation of a single neuron. In future research, it might be possible to compare results from the neuron model with patient's response to treatment.

I en vanlig ultraljudsbild har man låg kontrast mellan vävnader som har en liknande akustisk impendans. Detta orsakar problem när man försöker detektera plack i kärlen som har liknande akustisk impedans som blodet. Dessa plack är ofta de som är farliga för en människa eftersom de kan orsaka en stroke eller infarkt. Projektets mål är att implementera en videobehandlingsmetod som ska förbättra kontrasten mellan blod och kärlvävnad i realtid. Denna ska implementeras på ultraljudssystemet från Ultrasonix. Detta ska hjälpa sjukvårdpersonalen att bättre kunna se skillnaden mellan de olika vävnaderna i ultrlajudsbilder. För att kunna göra detta användes en videobehandlingsmetod som förstärker skillnader i färg och rörelse i en video kopplat till en önskad frekvens. Metoden kallas för Eulerian Video Magnification och den använder sig av spatial och temporal filtrering. Arbetet börjades med att undersöka de realtidslösningarna som redan fanns och försöka hitta vad som gav bästa resultatet för just det här projektet. Programvarubiblioteket OpenCV användes för realtidsbildbehandlingen. Genom att studera andras arbeten kunde en lösning för spatial och temporal filtrering implementeras. En testkod kördes på en vanlig dator och implementerades sedan på ultraljudssystemet Ultrasonix. Resultatet i projektetet är att man kan se ett förstärkt blodflöde i ultraljudsbilder i realtid. Detta syns i form av att kärlet lyses upp i takten att blodet pumpas vidare i kärlet. En utvärdering för implementeringen gjordes med hjälp av fem frivilliga testpersoner. Denna utvärdering visade att metoden fungerar om störningarna från venen försöker minimeras. För att resultatet ska bli bättre krävs det vidare utveckling med det spatiala och temporala filtret för att försöka filtrera bort dessa störningar bättre. / In a normal ultrasound image, there is low contrast between tissues that have similar acoustic impendance. This causes problems when trying to detect plaques in the bloodvessels that have similar acoustic impedance as the blood. These plaques are often those that are dangerous because they can cause a stroke or infarction. This project's aim is to implement a video-processing method that will improve the contrast between blood and vascular tissue in real time. This will be implemented on the Ultrasonix ultrasoundsystem. The purpose is to help healthcare professionals to better see the difference between these different tissues in ultrasound images. In order to do this, a video processing method that enhances color differences in a video connected to a desired frequency was used. This method is called Eulerian Video Magnification and it uses spatial and temporal filtering. The work began by investigating the real-time solutions that already excisted. The goal of this was to find the solution that gave the best results in this particular project. The OpenCV software library was used for real-time image processing. By studying other people's work, a solution for spatial and temporal filtering could be implemented. A test code was run on a computer and then implemented on Ultrasonix ultrasoundsystem. As a result a boosted bloodflow in ultrasound images could be seen. An evaluation of the implementation was done using five voluntary test subjects. The result from the evaluation was that the method works if the disorders from the vein are minimized. In order to get better results, further development is required with the spatial and temporal filter to filter these disordes better.

No description available.

Följande rapport är en beskrivning av processen, resultatet och reflektionen kring det projektsom genomfördes i samverkan med Medarca AB HT-2020 till VT-2021. Projektet har varit inriktat på äldrevården, specifikt det särskilda boendet. Ochmedicinhanteringen är en viktig del av vårdarbetet i denna sektor. Säkerheten när det kommertill medicinhantering är A och O och ett enda fel i medicineringen kan få livshotandekonsekvenser. Branschen har över 90 000 bäddar bara i Sverige och över 4 miljoner i övriga Europa vilket innebär att det är många som är i stort behov av en trygg och säker äldrevård. Problemen som äldrevården står inför är bland annat läkemedelssvinn i form av stöld,felmedicinering, röriga medicinskåp som gör det svårt att hitta rätt medicin, onödigt springför att en brukares medicin inte kan vara samlad på en och samma plats och omodernaprocesser som behöver digitaliseras. Projektgruppen fick i uppdrag att undersöka Medarcas produkt Meddibox för att se omförbättringar kunde göras. Efter förarbetet så presenterades ett antal olika förbättringsförslagför Meddibox och bland dessa fanns en idé som ledde till att en helt ny konceptproduktistället togs fram. Resultatet blev MeddiGuard, ett digitalt läkemedelsskåp som minimerarriskerna för samtliga ovannämnda problem och effektiviserar vårdens processer.MeddiGuard fungerar sömlöst med Medarcas övriga produkter. Detta leder till en säkrare ochtryggare vård för alla inblandade och ekonomiska besparingar för vården och för samhället. / The following report is a description of the process, result and reflections of the project that was carried out in cooperation with Medarca AB from the fall of 2020 to the spring semester of 2021.  The project has been aimed at the elderly care, specifically special housing. An important part of the care given at these elderly care facilities is managing the patient's medicine. And when it comes to managing the medicine it’s of utmost importance that it’s done in a safe manner. A single mistake in the medication process can have life-threatening consequences. There are over 90.000 beds just in Sweden and over 4 million across Europe. This means that there are many people in need of a safe and secure elderly care.  The problems that the elderly care facilities face are, among others, medicine waste by theft and errors in giving medication. There's also the problem of messy medicine cabinets that make it hard to find the right medicine and personnel running around unnecessarily since a patient's medicine can’t be stored all in one place. And finally outdated processes that need digitalization.  The project group was given the task to examine Medarca’s product Meddibox to see if any improvements could be made. After the preparatory work was done several ideas aimed at improving Meddibox were presented. Among them was an idea that led to a completely new concept product being developed. The result was MeddiGuard, a digital medicine cabinet that minimizes the risks for all the aforementioned problems and that also streamlines the processes related to the caregiving sector. MeddiGuard works seamlessly together with Medarca’s other products which leads to a safer and more secure health care for everyone involved. And saves money for both the caregivers and society as a whole.

The aim of this thesis is to develop and evaluate a prototype for measuring volumetric changes of the blood with PPG. The prototype consist of a sensor plate controlled in Lab-view and algorithms for signal processing and analysis of results developed in Matlab. A study divided into three parts is performed, where the collected data is used for further development and alternations of the prototype between the study parts. A measurement in the study is divided into three stages before, during and after pressure, where the subject is changing body position between each stage in order to either apply or relieve pressure from the sensor plate. The amplitude changes of the recorded signals are analysed and the results from the stable parts of the measurements are presented as the ratio between before and during pressure. A ratio separated from 1 either show a decrease or an increase of pulsating blood volume as a response to the applied pressure. The results from the study show that there are both large spatial variations and large variations over time in the measurements. Today the prototype does not give repeatable results and there are several uncertainties in the measurement method. An optimal sensor plate would be flexible and have several LEDs over a larger area in order to give reliable result despite spatial variations.