Single channel sensor prototype

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989100%3A27240%2F22%3A10250772" target="_blank" >RIV/61989100:27240/22:10250772 - isvavai.cz</a>

Result on the web

<a href="https://starfos.tacr.cz/cs/project/EG19_262%2F0020242#project-participants" target="_blank" >https://starfos.tacr.cz/cs/project/EG19_262%2F0020242#project-participants</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Jednokanálový prototyp senzoru

Original language description

Výsledkem je jednokanálové pneumatické tlakové čidlo ve formě tlakového polštářku umožňující snímaní jemných pohybů (primárně srdeční aktivita, jemné svalové kontrakce a pasivní nebo mělké dýchání) a také hrubých pohybů (aktivní dýchání, svalové záškuby, úmyslný pohyb) snímaného subjektu. Vyvinutý polštářek je primárně určen k monitorování vitálních funkcí (dechová a srdeční aktivita) lidí během vyšetření v magnetické rezonanci. Polštářek byl navržen z materiálů, které jsou inertní vůči magnetickému poli a tím pádem žádným způsobem neovlivňují vyšetření v magnetické rezonanci (nevytváří žádné obrazové artefakty v rekonstruovaných snímcích) a zároveň snímaný tlakový signál není ovlivněn silným magnetickém polem přístroje. Polštářek je však možné zabudovat také např. do senzorického lůžka nebo sedadla a snímat vitální funkce a pohyby subjektu během spánku nebo jiných aktivitách.Jednotlivé typy pohybů se projevují jako změny tlaku uvnitř polštářku a ty jsou následně vyvedeny pneumatickým distribučním systém k tlakovému snímači. Následným zpracováním signálů je možné provést klasifikaci jednotlivých pohybů a jejich parametrů (tepová frekvence, dechová frekvence, frekvence jemných nebo hrubých záškubů apod.). Pomocí navrženého jednokanálový snímač je možné provádět monitorování na delší vzdálenosti (až desítky metrů) za předpokladu, že je použité pneumatické distribuční vedení řádně odstíněno od mechanického rušení.Rozměry vyvinutého jednokanálového pneumatického tlakového čidla umožňují jeho použití v maticovém systému (např. 2 a více řad podél lidského těla) a umožnují tak zaznamenávat a vyhodnocovat informace o pohybech subjektu v konkrétní oblasti, snímat rozložení váhy a další. V případě potřeby je možné změnit rozměry vyvinutého snímače a vytvořit tak jemnější nebo hrubší matici podle požadované aplikace.Jednokanálové pneumatické tlakové čidlo je navrženo takovým způsobem, že je možné jej použít k přímému měření, tzn. rozměry, vnitřní materiálová a vzduchová výplň má dostatečný objem na monitorování poměrně širokého rozsahu tlaků dostačujícího na monitorování průměrného subjektu. V případě potřeby je možné citlivost sensoru zvýšit jeho předtlakováním na definovaný tlak/objem a tím dosáhnout vyšší citlivosti (např. pro snímání novorozenců). Naopak je také možné snížit citlivost sensor odsáním vzduchu. Ve všech případech je nutné použít navržený pneumatický sensor v uzavřeném obvodu.Jednokanálové pneumatické tlakové čidlo bylo navrženo ve dvou variantách. První varianta zahrnuje vlastní pevnou plastovou integrovanou podložku, která umožnuje samostatné použití tlakového čidla na nezpevněném povrchu. Tato varianta je z tohoto důvodu konstrukčně náročnější a tím také podstatně narůstá ekonomická náročnost výroby. Druhá varianta je provedena bez integrované pevné podložky a je určena jako senzorický prvek do většího celku (podložka/lehátko) s vlastní pevnou základnou. Druhá varianta je konstrukčně jednodušší, má menší rozměry a je ekonomicky méně náročná na výrobu.

Czech name

Jednokanálový prototyp senzoru

Czech description

Výsledkem je jednokanálové pneumatické tlakové čidlo ve formě tlakového polštářku umožňující snímaní jemných pohybů (primárně srdeční aktivita, jemné svalové kontrakce a pasivní nebo mělké dýchání) a také hrubých pohybů (aktivní dýchání, svalové záškuby, úmyslný pohyb) snímaného subjektu. Vyvinutý polštářek je primárně určen k monitorování vitálních funkcí (dechová a srdeční aktivita) lidí během vyšetření v magnetické rezonanci. Polštářek byl navržen z materiálů, které jsou inertní vůči magnetickému poli a tím pádem žádným způsobem neovlivňují vyšetření v magnetické rezonanci (nevytváří žádné obrazové artefakty v rekonstruovaných snímcích) a zároveň snímaný tlakový signál není ovlivněn silným magnetickém polem přístroje. Polštářek je však možné zabudovat také např. do senzorického lůžka nebo sedadla a snímat vitální funkce a pohyby subjektu během spánku nebo jiných aktivitách.Jednotlivé typy pohybů se projevují jako změny tlaku uvnitř polštářku a ty jsou následně vyvedeny pneumatickým distribučním systém k tlakovému snímači. Následným zpracováním signálů je možné provést klasifikaci jednotlivých pohybů a jejich parametrů (tepová frekvence, dechová frekvence, frekvence jemných nebo hrubých záškubů apod.). Pomocí navrženého jednokanálový snímač je možné provádět monitorování na delší vzdálenosti (až desítky metrů) za předpokladu, že je použité pneumatické distribuční vedení řádně odstíněno od mechanického rušení.Rozměry vyvinutého jednokanálového pneumatického tlakového čidla umožňují jeho použití v maticovém systému (např. 2 a více řad podél lidského těla) a umožnují tak zaznamenávat a vyhodnocovat informace o pohybech subjektu v konkrétní oblasti, snímat rozložení váhy a další. V případě potřeby je možné změnit rozměry vyvinutého snímače a vytvořit tak jemnější nebo hrubší matici podle požadované aplikace.Jednokanálové pneumatické tlakové čidlo je navrženo takovým způsobem, že je možné jej použít k přímému měření, tzn. rozměry, vnitřní materiálová a vzduchová výplň má dostatečný objem na monitorování poměrně širokého rozsahu tlaků dostačujícího na monitorování průměrného subjektu. V případě potřeby je možné citlivost sensoru zvýšit jeho předtlakováním na definovaný tlak/objem a tím dosáhnout vyšší citlivosti (např. pro snímání novorozenců). Naopak je také možné snížit citlivost sensor odsáním vzduchu. Ve všech případech je nutné použít navržený pneumatický sensor v uzavřeném obvodu.Jednokanálové pneumatické tlakové čidlo bylo navrženo ve dvou variantách. První varianta zahrnuje vlastní pevnou plastovou integrovanou podložku, která umožnuje samostatné použití tlakového čidla na nezpevněném povrchu. Tato varianta je z tohoto důvodu konstrukčně náročnější a tím také podstatně narůstá ekonomická náročnost výroby. Druhá varianta je provedena bez integrované pevné podložky a je určena jako senzorický prvek do většího celku (podložka/lehátko) s vlastní pevnou základnou. Druhá varianta je konstrukčně jednodušší, má menší rozměry a je ekonomicky méně náročná na výrobu.

Type

G_prot - Prototype

CEP classification

—

OECD FORD branch

20201 - Electrical and electronic engineering

Project

<a href="/en/project/EG19_262%2F0020242" target="_blank" >EG19_262/0020242: Development of a complex sensor system for effective control of magnetic resonance imaging</a><br>

Continuities

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Publication year

2022

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

ev.č.:007/23-11-2022

Numerical identification

61989100

Technical parameters

V průběhu řešení projektu vzniklo 5 různých verzí vyvinutého jednokanálového pneumatického čidla tlaku. Zde budou popsány technické parametry finální verze: Rozměry (klidový stav s podložkou): 52x110x16 mm s vnějším lemem 74x131x16 mm. Rozměry (klidový stav bez podložky): 52x110x14 mm s vnějším lemem 74x131x14 mm. Rozměry (předtlakovaný): 52x110x32 mm s vnějším lemem 74x131x32 mm. Měřitelný tlakový rozsah: 0,01 kPa – 30 kPa (maximální hranice se může lišit podle výrobní tolerance konkrétního výrobku). Vnější obal – SIZ-0750, tloušťka 0,2mm (Polyesterová tkanina VESET+ nánosová vrstva PUR z vnitřní strany obalu). Tkanina po obvodě ze 3 stran svařena pomocí měděných termod s regulovatelným tepelným zdrojem. Přední strana je svařena k náustku z čela. Vnitřní výplň – EPDM mikroporézní pryž. Náustek – Vytvořen z POM C (acetalový kopolymer) s vnějším průměrem 8 mm. Vnější obal je svařen k náustku z čela. Výstupní distribuční vedení – Polyuretanová hadička PUN 4 mm x 0,75 mm o délce 40 mm. Délku distribučního vedení je možná libovolně zvětšit pomocí komerčně dostupných rychlospojek. Vnitřní zakončení distribučního vedení – Perforovaná pneumatická hadička z měkkého a poddajného plastu o vnějším průměru 5–6 mm. Integrovaná Podložka – Pevná plastová podložka o tloušťce 3-4 mm z POM materiálu.

Economical parameters

Ekonomické parametry nejsou přímo vázány na výsledek. Výsledek je součástí většího celku v oblasti řízení snímkování magnetické rezonance.

Application category by cost

—

Owner IČO

—

Owner name

VŠB - Technical University of Ostrava

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Licence fee requirement

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Web page

https://starfos.tacr.cz/cs/project/EG19_262%2F0020242#project-participants