Device for measurement and processing of biosignals with the use of fiber optic sensors
Project goals
The aim of the project is to develop a device for measuring bio-signals using a combination of fiber optic sensors and systems for advanced signal processing. The planned system will bring benefits to the comprehending fundamentals of the principle of operation of fiber-optic sensors, which offer very high sensitivity to the measured value. This feature enables the resultant device to fit into a group of non-invasive methods for the measurement of bio-signals with minimized burden on the patient. The advantage of the very high sensitivity of the sensor also allows the sensing probe construct two or more variables simultaneously, reducing the number of necessary probes used by of today monitoring methods. This will simplify the method of measurement as well as increase the comfort of the patients themselves due to a significant reduction in the number of necessary wires. Possible use of bio-tolerant materials for the construction of the sensors and an easy application (mounting) of sensors on the body surface or the possibility of integration into the structures of nonwoven materials that can be integrated into the beds or the patient may ware it, the optical fiber sensors destined for use in medicine, but also in many other areas, including services, transportation, industry, aviation and so on. The solution will consist of fiber optic sensors with multiple functionality, opto-electronic device capable of recording bio-signals and software application for advanced signal analysis, experimental and clinical data evaluation and support of the clinical decision making with a focus on neurology and sleep medicine. One of the key technologies of the future is photonics and photonic applications, which include optical and optical fiber sensors. To encapsulate the sensors to ensure high sensitivity in measuring site advanced materials, polymers and smart materials will be used.
Keywords
fiber optic sensorsnanomaterialsbio-signal analysisneurologypolysomnographysleep disordersclinical decision support
Public support
Provider
Ministry of Industry and Trade
Programme
TRIO
Call for proposals
TRIO 2 (SMPO201700001)
Main participants
CertiCon a.s.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
2017FV20581
Alternative language
Project name in Czech
Zařízení pro měření a zpracování biosignálů s využitím optovláknových senzorů
Annotation in Czech
Cílem projektu je vyvinout zařízení pro měření biosignálů využívající kombinaci optovláknových senzorů a systému pro pokročilé zpracování signálů. Uvažovaný systém bude přinášet výhody vycházející z podstaty principu činnosti optovláknových senzorů, které nabízejí velmi vysokou citlivost na měřené veličiny. Tato vlastnost umožní výslednému zařízení zařadit se do skupiny neinvazivních metod snímání s minimalizovanou zátěží pro pacienta. Výhoda velmi vysoké citlivosti snímače rovněž umožňuje zkonstruovat sondu snímající 2 a více veličin současně a snížit tak počet potřebných sond používaných u stávajících monitorovacích metod. Tímto bude zjednodušen způsob měření stejně tak jako zvýšen komfort vlastních pacientů díky výraznému snížení počtu nezbytných signálových a přívodních vodičů. Díky možnosti použít biotolerantní materiály pro konstrukci senzorů a díky snadné aplikaci (upevnění) senzorů na povrch těla či možnosti integrace do struktur netkaných materiálů, které lze integrovat do postelí či je může pacient obléknout, jsou optovláknové senzory předurčeny k využití v medicíně, ale také v celé řadě dalších oblastí, včetně služeb, dopravy, průmyslu, letectví atp. Integrální součástí řešení budou samotná optovláknová čidla resp. senzory s vícenásobnou funkčností, opto-elektronické zařízení umožňující záznam měření, tedy konverzi na elektrický signál, následnou digitalizaci a ukládání hodnot měřených veličin a softwarová aplikace umožňující pokročilou analýzu signálů, experimentální a klinické vyhodnocení dat a podporu klinického rozhodování se zaměřením na oblast neurologie a spánkové medicíny. Jednou z klíčových technologií budoucnosti je fotonika a fotonické aplikace, ke kterým patří optické a vláknově optické senzory. Pro zapouzdření senzorů a zajištění vysoké citlivosti v místě měření budou využity pokročilé materiály, polymery s novými užitnými vlastnostmi, umožňující přenos mechanické deformace lidského těla, nanomateriály a smart materiály.
Scientific branches
R&D category
AP - Applied research
CEP classification - main branch
JA - Electronics and optoelectronics
CEP - secondary branch
FS - Medical facilities, apparatus and equipment
CEP - another secondary branch
—
20201 - Electrical and electronic engineering
20601 - Medical engineering
20602 - Medical laboratory technology (including laboratory samples analysis; diagnostic technologies) (Biomaterials to be 2.9 [physical characteristics of living material as related to medical implants, devices, sensors])
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The project has achieved the set objectives and outputs of the project. As a result of the project, a prototype of a complex system for measurement of biosignals of a patient lying on a mat has been manufactured, using a combination of fibre optic sensors capable of sensing more than one variable simultaneously and very sensitive to the measured variables, and a system for advanced biosignal processing. The project will also result in the development of software for signal processing and advanced signal analysis, for experimental and clinical data evaluation and for clinical decision support with a focus on neurology and sleep medicine, and functional samples of a multi-functional fibre optic sensor, a multi-functional fibre optic biosignal sensor and measurement electronics.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jun 1, 2017
Realization period - end
Aug 31, 2020
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 7, 2020
Data delivery to CEP
Confidentiality
C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.
Data delivery code
CEP21-MPO-FV-U
Data delivery date
Apr 18, 2024
Finance
Total approved costs
15,497 thou. CZK
Public financial support
12,045 thou. CZK
Other public sources
453 thou. CZK
Non public and foreign sources
3,000 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
15 497 CZK thou.
Public support
12 045 CZK thou.
77%
Provider
Ministry of Industry and Trade
CEP
JA - Electronics and optoelectronics
Solution period
01. 06. 2017 - 31. 08. 2020