Kostnader i samband med arbetsrelaterade skador är ett problem i samhället. Ett sätt att bedöma arbetsbelastning är genom att mäta hjärtfrekvensen, vilket kan göras med hjälp av olika mätmetoder. Syftet med denna studie var att jämföra mätning av hjärtfrekvens för två metoder – aktivitetsarmband (Fitbit Charge 2) och smarta kläder – med mätningar från ett pulsband (Zephyr HxM). Fysiska tester gjordes på 12 personer (tre kvinnor och nio män) med varierande åldrar och innebar simulering av fem olika yrkesgrupper: kontorsarbetare, målare, brevbärare, styckare och byggarbetare. Därtill bedömdes även arbetsaktiviteternas arbetsbelastning utifrån mätvärdena från pulsbandet.Resultatet visade på god korrelation och överrensstämmelse mellan smarta kläder och pulsbandet, medan aktivitetsarmbandets korrelation och överensstämmelse varierade med aktiviteternas intensitet där bäst resultat påträffades vid låg intensitet samt vid aktiviteter som inte involverade armrörelse. Arbetsbelastningen för kontorsarbete bedömdes som lätt arbete, måleri och styckning bedömdes som lätt till måttligt arbete medan brevbäring och byggarbete varierade från lätt till tungt arbete beroende på testperson.Slutligen konstaterades att aktivitetsarmbandet inte duger i syfte att bedöma arbetsbelastningen på arbetsplatser utan kompletterande metoder. Smarta kläder har däremot potential att på längre sikt kunna förebygga skador.

Abstrakt: Arbetsprov utförs i syfte att undersöka hjärtats funktion under belastning. Under underökningen registreras elektrokardiografi (EKG) på bar överkropp med hjälp av EKG-elektroder. För kvinnliga patienter kan cyklingen med bar överkropp utan stöd i form av BH upplevas som obehagligt. Idag används det olika sorters elektroder vid olika kliniker. En tidigare studie visade att sugelektroder som användes vid koppling av EKG under arbetsprov då kvinnliga frivilliga deltagare hade mjuk sport–BH inte gav några signifikanta EKG– störningar jämfört med om deltagarna genomförde arbetsprov utan sport-BH. Syftet med denna studie var därför att undersöka om en mjuk sport-BH orsakar störningar på EKG med engångselektroder jämfört med arbetsprov utfört utan sport-BH. Vid registrering av EKG kan olika störningar uppstå. Dessa störningar kan vara i form av muskelstörningar, bero på elektrodglapp eller växelströmstörningar. Utvärderingen av EKG-störningarna baserades på analys av 20 olika EKG–remsor från 10 frivilliga kvinnliga deltagare. Analysen utfördes med hjälp av sammanställda värden för QRS– och QT-durationerna samt amplituderna för R- och T–vågen. Samtliga EKG-registreringar bedömdes visuellt, avseende störningsnivå, av en läkare. Därefter genomfördes ett statistiskt tvåsidigt test med hjälp av Wilcoxons teckenrangtest. Resultatet visade att amplituderna inte påverkades vid användning av sport–BH, Resultatet visade att amplituderna inte påverkades vid bärandet av sport–BH, dock så avvek QT–tiden från resterande värden. Artefakter i form av svaga baslinjestörningar detekterades vid maxbelastning vid användning av sport–BH men även utan. Utifrån den statistiska analysen av den visuella bedömningen av störningsnivåerna drogs slutsatsen att inga signifikanta skillnader på EKG–registreringarna förekom mellan undersökningarna. / Abstract: Exercise tests are performed in order to examine the heart function under exertion. Electrocardiography (ECG) is recorded using ECG electrodes attached to the chest. For female patients, cycling bare-chested without support in the form of a bra may be perceived as uncomfortable. Today, different types of electrodes are used in different clinics. A previous study showed that suction cup electrodes used to register ECG during exercise tests when female participants had soft sports bra did not give significant ECG interference compared with performing exercise tests without it. The aim of the present study was to investigate whether a soft sports bra causes disruptions in the ECG with disposable electrodes compared to exercise tests performed without a sports bra. Different errors can occur during the registration of an ECG such as somatic tremors artifact, due to baseline sway or electrical interference. The evaluation of the ECG disorders was based on analysis of 20 different ECG from 10 female participants. The analysis was made in compiled values for the QRS and QT durations as well as the amplitudes for the R and T waves. All ECG recordings were visually assessed by a physician in regard of noise quality. Subsequently, a statistical two-sided test was performed using Wilcoxon's character rank test. The results showed that the amplitudes were not affected by wearing of sports bra, however the QT– time differed from the remaining values. Interference in form of minor baseline disorders were seen at maximum workload in in both tests. Based on the statistical analysis by the visual analysis of the ECG noise levels, it was concluded that no significant differences on the ECG registrations were found between the tests.

Projektet tar sin start i den intressanta fasen testning och verifiering. En prototyp har påbörjats för ett portabelt EKG tillsammans med Linköpings universitet och ett tidigare examensarbete. Prototypens elektriska egenskaper behöver nu genomgå test och verifiering. Samt undersöka om kretskortet kan ha blivit fel designat. Målsättningen för produkten är att den ska kunna krympa avståndet mellan mätpunkterna i förhållande till ett 12 avlednings-EKG. En problematik för arbetet är att undersöka vilka alternativa placeringar eller konfigurationer av Wilson Central Terminal som kan göras på enbart överkroppen. En testplattform grundad på enkortsdatorn Raspberry Pi utformades för att säkerställning av systemets funktionalitet kunde utföras med en känd signal. Efter säkerställningen gjordes tester med elektroder på person. Testplattformen fungerade väl och kunde ge en bra bild över produktens kapacitet och begränsningar. Kretskortet är felkopplat i någon mening samt att systemet begränsar frekvensomfånget så att inte alla nödvändiga frekvenser upptas för en korrekt återspegling av hjärtats aktivitet. Produkten fungerar bra men har en del funktioner kvar att implementera innan den kan tas i allmänt bruk. Att dubbla bandbredden för frekvenser skulle innebära att hjärtfel inom de området skulle upptäckas av systemet. En av elektroderna har anslutits till fel kanalingång på A/D-omvandlaren för att helt kunna kopiera och komprimera en normal mätning av EKG. / The project takes it start at the interesting phase testing and verification. A prototype has been started for developing of a portable ECG in cooperation between Linköpings university and an earlier bachelor thesis. The prototypes electrical properties need to be tested and verified. The PCB also needs an examination to see if it has been incorrectly designed. The objective for this product is to minimize the distance between the measuring points relative to a 12-lead ECG. A challenging task is to examine what alternative placements or configurations there is of Wilson Central Terminal which can only be done on the upper body. A test platform based on the single card computer Raspberry PI has been developed to ensure the systems functionality by sending a known signal into the system. Next phase after the verification was to undergo and investigate the system behavior when the electrodes is placed on a test person. The test platform worked well and was able to put light on both the abilities and constraints. It turned out that in some meaning the PCB is not optimally designed. The total bandwidth for the system is limited and cannot fully represent all frequencies that is needed to cover extreme cases and give an exact health check on the heart. The instrument is now able to pick up the electric activities with aid from the loose electrodes, that also has been used under the verification. There still is a small amount of noise left on the signal. Before the instrument can be launched to commercial use there remain a few functions to implement. One thing is to double the bandwidth, it should solve the difficulty to detect the higher frequency. It is not necessary, but to completely shrink and copy the original pattern from a larger EKG-measurement the PCB design must be remade. The results from the new pattern appear to be good enough but must be verified from medical view.

Syftet med denna placebostudie är att studera energidryckens effekter på QTc-tiden, hjärtfrekvens (HR), systoliskt blodtryck (SBP) och diastoliskt blodtryck (DBP) efter konsumtion av 2 mg koffein per kilogram kroppsvikt. Dessutom belysa om skillnader finns beroende på koffeinkonsumtions vanor. Variabler registrerades av ett 12-avlednings-elektrokardiogram och en automatiserad blodtrycksanordning. Undersökningen genomfördes före intag av sockerfri (ED) och 30–40 minuter efter ED konsumtion. I resultatet inkluderades 58 deltagare i åldrarna 18–30 år. En signifikant skillnad mellan QTc, HR, SBP och DBP identifierades före och efter konsumtion av ED, genom ett parvis t-test. Ingen signifikant skillnad identifierades på HR (P=0,2), SBP (P=0,4) och DBP (P=o,4) före och efter konsumtion av placebodryck. En signifikant skillnad på QTc (P=0,03) före och efter konsumtion av placebo dryck påvisades. Ingen signifikant skillnad påvisades mellan variablerna i relation till dryckerna, genom ett oberoende t-test. Ingen signifikant skillnad identifierades mellan variablerna, i relation till sällan konsumenter respektive ofta konsumenter, genom ett oberoende t-test. Ingen signifikant skillnad påvisades mellan ED respektive placebo dryck per konsumtions grupp, utfört med två-vägs ANOVA. / Effects of energy drink on corrected QT interval, heart rate and blood pressure in womena placebo study The purpose of this placebo study is to study the effects of the energy drink on the QTc time, heart rate (HR), systolic blood pressure (SBP), and diastolic blood pressure (DBP) after consumption of 2 mg of caffeine per kilogram of body weight. Additionally, highlight whether differences exist depending on caffeine consumption habits. Variables were recorded by a 12-lead-electrocardiogram and an automated blood pressure device. The survey was conducted before consuming a sugar-free energy drink (ED) and 30–40 minutes after ED consumption. The results included 58 participants aged 18-30 years. A significant difference between QTc, HR, SBP, and DBP was identified before and after consumption of ED, by a paired t-test. No significant difference was identified in HR (P=0.2), SBP (P=0.4), and DBP (P=0.4) before and after consumption of the placebo drink. A significant difference in QTc (P=0.03) before and after consumption of the placebo drink was demonstrated. No significant difference was detected between the variables about the drinks, through an independent t-test. No significant difference was identified between the variables, to infrequent and frequent consumers, using an independent t-test. No significant difference was detected between the ED and placebo drink per consumption group, performed with two-way ANOVA.

Heart dysfunction is a worldly widespread problem that currently is one of the leading causes of death. Studies indicate that many deaths related to cardiac dysfunction could have been prevented if discovered early. Contemporarily, ultrasound and electrocardiography are indispensable modalities for diagnostic purposes and analysis of cardiac function. The Ventricorder is an Ultra-Wideband radar sensor manufactured by the Norwegian company Novelda. Ventricorder has been shown to be able detect heart movements and breathing but its actual clinical value remains to be investigated. The Cardiac State Diagram (CSD) is a pre-clinical software tool for visualization of the heart's mechanical function. The CSD is confirmed by pilot studies to be able to constitute a basis for diagnosis and cardiac function assessment. Theoretically, the CSD is well suited to be used with the Ventricorder since the Ventricorder detects small changes over time and information about time events is all that is required for the creation of a CSD. Contemporarily, ultrasound tissue velocity imaging (TVI) is usually used for production of CSDs and in this master thesis we examined if the Ventricorder can be used to produce CSDs. This was done by mainly comparing velocity data from the Ventricorder with velocity data from temporally synchronized apical four-chamber images acquired with ultrasound TVI. The results indicate that there is an apparent correlation between these data sets and the Ventricorder should therefore be able to produce data that could constitute the basis for the production of a CSD. What remain now is to confirm these results statistically with a larger test group and to investigate whether all the time instants needed for the production of a CSD can be identified objectively. / Hjärtdysfunktion är ett värdsligt utbrett problem som ligger bakom många dödsfall varje år. Studier har visat att många dödsfall som är relaterade till hjärtdysfunktion hade kunnat förebyggas om de upptäckts i tid. För närvarande är bland annat ultraljud och EKG oumbärliga metoder för diagnostisering och analys av hjärtfunktion. Ventricorder är en typ av radarsensor som utnyttjar ett brett frekvensspektrum, så kallat Ultra Wideband, och är tillverkad av det norska företaget Novelda. Ventricorder har visat sig kunna detektera exempelvis hjärtrörelser och andning men dess kliniska värde har ännu inte undersökts. Cardiac State Diagram (CSD) är ett prekliniskt mjukvaruverktyg för att visualisera hjärtats mekaniska funktion och som har bekräftats genom pilotstudier att kunna användas som underlag för diagnostik och bedömning av hjärtats funktion. Teoretiskt sett är CSD väl lämpat för att användas med Ventricordern eftersom Ventricordern registrerar små rörelser över tid och just ändringar över tid är precis vad som behövs för att skapa ett CSD. I dagsläget används vanligen vävnadsdoppler (TVI) för produktion av CSD och i denna masteruppsats undersöktes huruvida Ventricorder kan användas för att producera CSD. Detta gjordes genom att jämföra mätdata från Ventricorder med temporalt synkroniserade apikala fyrkammar-bilder framställda med vävnadsdoppler. Resultaten indikerar att det finns en påtaglig korrelation mellan dessa data och att mätdatat från en Ventricorder således bör kunna användas för produktion av CSD. Det kvarstår att bekräfta dessa resultat statistiskt med en större testgrupp och att undersöka om samtliga tidsmarkörer som behövs för produktion av ett CSD kan identifieras objektivt.

This thesis presents the design, implementation, and validation of a synchronized wireless biomedical measurement system, specifically developed for research in Cardiac-Locomotor Coupling (CLC). By integrating EMG and ECG sensors in combination with inertial measurements, the system enables the simultaneous recording and analysis of physiological and biomechanical data. The adoption of a 433 MHz radio communication protocol ensures reliable synchronization across multiple sensor nodes. Results demonstrate the system’s effectiveness in providing accurate, synchronized data essential for enhancing understanding of CLC and its implications on athletic performance and rehabilitation of patients with heart deficiencies. This project addresses the lack of an integrated, wireless system capable of efficiently synchronizing biomedical measurements, such as heart rate, body movement, and blood pressure, thus facilitating advanced research into CLC. / Denna avhandling presenterar designen, implementationen och valideringen av ett synkroniserat trådlöst biomedicinskt mätsystem, specifikt utvecklat för forskning inom aktiv länkning av rörelseapparaten och hjärtats pumparbete, även känd som Cardiac-Locomotor Coupling (CLC) på engelska. Genom att integrera EMG- och EKG sensorer i kombination med accelerometermätningar möjliggör systemet simultan inspelning och analys av fysiologiska och biomekaniska data. Användningen av en 433 MHz radio-kommunikationsprotokoll säkerställer pålitlig synkronisering över flera sensorsnoder. Resultatet visar systemets effektivitet när det gäller att tillhandahålla noggranna, synkroniserade data som är avgörande för att förbättra förståelsen för CLC och dess implikationer för idrottsprestation och rehabilitering. Detta projekt ämnar att fylla behovet av ett integrerat trådlöst system som är kapabelt att effektivt synkronisera biomedicinska mätningar, såsom hjärtfrekvens, kroppsrörelse och blodtryck, vilket möjliggör avancerad forskning av CLC.

Trötthet i trafiken är ett stort problem i samhället. Det är särskilt farligt att trött framföra tunga lastbilar i trafiken eftersom dessa fordon är stora och har ofta livsavgörande roller vid inblandning i trafikolyckor. För att angripa problemet har det i denna rapport studerats kring vilket sömnstadie som är lämpligast att vakna under, i syfte att vakna pigg och alert samt vilka typer av tekniker och metoder som är lämpliga för att portabelt kunna detektera Rapid-Eye-Movement. Tidigare arbeten och studier har gjorts som påvisar att uppväckning i REM-sömn är optimalt för att känna sig alert. De valda metoderna är baserade på varianter av väletablerade tekniker som används för identifiering av sömnsteg. Elektrookulografi används för att mäta ögonrörelser med hjälp av fyra elektroder som är placerade på huvudet. Kroppsrörelser upptäcks genom en accelerometer som fästs på armen. Pulsmätningar görs och används för att räkna ut pulsvariansen under sömnen. Målet är att skapa en prototyp som ska känna av när användaren är i REM-sömn och sedan väcka användaren. Detta arbete är uppdelat i två inbyggda system som görs mellan två olika examensarbeten. Resultatet blev tre sensorer som fungerar individuellt. På grund av tidsbrist och en längre felsökning blev prototypen inte färdigställd. Innan sensorerna kan tillämpas i en produkt krävs det att ytterligare tester genomförs under monitorering av en sömnspecialist. / Tiredness in traffic is a major problem in society. It is especially dangerous to drive heavy trucks when tired because these vehicles are large and often have vital roles when involved in traffic accidents. To address the problem, this degree project has studied which sleep stage is most appropriate to wake up during, in order to wake up sharp and alert, and what types of techniques and methods are suitable for portable detection of Rapid-Eye-Movement. Previous work and studies have been done which indicates that awakening during REM sleep is optimal for feeling alert. The chosen methods are based on variants of well-established techniques that are used to identify sleep stages. Electrooculography is used to measure eye movements using four electrodes placed on the head. Body movements are detected by an accelerometer attached to the arm. Pulse measurements are made and used to calculate the pulse variation during sleep. The goal is to create a prototype which will know when the user is in REM sleep and then wake the user up. This work is divided into two embedded systems that are made between two different degree projects. The result was three sensors that worked individually. Due to lack of time and a longer troubleshooting, the prototype was not completed. Before the sensors can be used in a product, additional tests are required under the supervision of a sleep specialist.