haku: @keyword non-invasive / yhteensä: 6
viite: 3 / 6
| Tekijä: | Urpalainen, Katja |
| Työn nimi: | Development of a fractional multi-wavelength pulse oximetry algorithm |
| Fraktionaalisen moniaallonpituuspulssioksimetrian algoritmikehitys | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2011 |
| Sivut: | [6] + 74 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Elektroniikan laitos |
| Oppiaine: | Sovellettu elektroniikka (S-66) |
| Valvoja: | Sepponen, Raimo |
| Ohjaaja: | Huiku, Matti |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201207022731 |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 1536 | Arkisto |
| Avainsanat: | Beer-Lambert transformation carboxyhemoglobin continuous methemoglobin multi-wavelength non-invasive plethymosgraphic signal pulse oximetry regression modeling Beer-Lambertmuunos fraktionaalinen karboksihemoglobiini methemoglobiini moniaallonpituus noninvasiivinen pulssioksimetria plethymosgrafinen signaali regressiomallinnus |
| Tiivistelmä (fin): | Riittävä hapensaanti on elintärkeää kudosten ja solujen toiminnalle. Pulssioksimetria mittaa veren happisaturaatiota, joka kertoo osaltaan kudosten hapensaannista. Se on nykyään yksi pakollisista potilasmonitoroinnin mittauksista. Korkeat dyshemoglobiinipitoisuudet vääristävät pulssioksimetrian arviota veren happisaturaatiosta. Yleisimpien dyshemoglobiinien, karboksi- ja methemoglobiinin, kohonneiden pitoisuuksien luotettava diagnoosi on vaikeaa ilman verinäytteitä, koska niiden aiheuttamat oireet ovat epäspesifejä. Tämä diplomityö on osa projektia, jonka tarkoituksena on kehittää moniaallonpituuspulssioksimetri, joka mittaa dyshemoglobiiniosuudet ja kokonaishemoglobiinipitoisuuden ihoa vaurioittamatta. Projektin ensimmäinen prototyyppilaitteisto mittaa kahdeksaa plethymosgrafista signaalia normaalin kahden aallonpituuden sijaan. Laitteistolla kerättiin vapaaehtoisilta koehenkilöiltä tutkimusaineistoa, joka kattaa laajan karboksi- ja methemoglobiinipitoisuusalueen. Plethymosgrafisen tutkimusaineiston laatua analysoitiin vertaamalla sitä perinteiseen pulssioksimetriaan. Lisättyjen kanavien laadun tutkimiseen käytettiin autokorrelaatiota. Tämän jälkeen kehitettiin fraktionaalinen hemoglobiinialgoritmi, joka laskee oksi-, karboksi-, met- ja deoksihemoglobiiniosuudet. Työssä käytettiin regressiomallinnusta muuntamaan mitatut in vivo signaalit vastaamaan siroamattomia Beerin ja Lambertin signaaleita, jolloin pitoisuudet voidaan ratkaista lineaarisesta yhtälöryhmästä. Algoritmin suorituskykyä verrattiin kliinisiin tarkkuusvaatimuksiin ja algoritmi validoitiin käyttämällä k-kertaista ristiinvalidointia. Kerätyn tutkimusaineiston laatu osoittautui riittämättömäksi fraktionaaliseen mittaukseen. Vaikkei algoritmi täyttänyt kliinisiä vaatimuksia, lupaavia merkkejä erityisesti methemoglobiinin osalta oli havaittavissa. Uusi parannettu prototyyppi pitää kehittää ja lisää tutkimusaineistoa pitää kerätä, jotta algoritmin suorituskyky voidaan osoittaa riittäväksi. |
| Tiivistelmä (eng): | Adequate oxygen supply is vital for living tissues and cells. Today, oxygen saturation measurement by pulse oximetry is a mandatory physiological parameter in patient monitoring. It tells about the oxygen supply to tissues. In the presence of elevated fractions of dyshemoglobins, pulse oximeters cannot measure oxygen saturation of blood reliably. Accurate and instant diagnosis of dyshemoglobinemia, carbon monoxide poisoning, and acquired methemoglobinemia is difficult due to nonspecific symptoms. Thus, in acute care blood samples must be taken for ensuring adequate tissue oxygenation. This thesis is a part of a project that aims to develop a novel, multi-wavelength pulse oximeter that would provide a noninvasive and continuous total hemoglobin and dyshemoglobin measurement. A prototype device that expanded the conventional two wavelength system to eight wavelengths has been used to collect development data from volunteer subjects for the algorithm development. In this thesis the quality of the plethymosgraphic signals is compared to a commercial pulse oximeter. Autocorrelation is used to evaluate the extra plethymosgraphic signals. A fractional hemoglobin algorithm measuring oxyhemoglobin, carboxyhemoglobin, methemoglobin, and reduced hemoglobin fractions is developed. The Beer-Lambert theory of non-scattering media is used to solve analyte fractions after the in vivo measured signal are transformed to the corresponding non-scatter signals using regression modeling. The algorithm is evaluated against clinically relevant accuracy requirements, and validated using k-fold cross-validation. The quality of the plethymosgraphic data turned out to be inadequate for the fractional measurement of hemoglobins. Although the algorithm did not meet the requirements, positive signs were seen, especially with methemoglobin measurement performance. An improved prototype and more development data are needed to prove the feasibility of the fractional hemoglobin algorithm. |
| ED: | 2011-12-19 |
INSSI tietueen numero: 43278
+ lisää koriin
INSSI