Sensortehnoloogiad meditsiinitehnikas

Nimetus
Sensor technologies in biomedical engineering (SensorTechBME) research group
Uurimisrühma juht
Võtmesõna
algoritmid
algorithms
sensorite integratsioon
sensor fusion
biovedelike optika
biofluid optics
ureemilised toksiinid
uremic toxins
dialüüsravi
dialysis
reaalajas monitooring
on-line monitoring
spektrofotomeetria
spectrophotometry
spektrofluorimeetria
spectrofluorimetry
tark töörõivas
smart work wear
füüsilise aktiivsuse monitooring
physical activity monitoring
energiakulu
energy consumption
väsimuse monitooring
fatigue monitoring
kõnetuvastus
automatic speech recognition
speech-to-text applications
Ülevaade
Uurimisgrupi teadustöö eesmärgiks on välja töötada paindlikke ja uudseid sensortehnoloogiaid ja algoritme: (1) Ureemiliste toksiinide eemaldamise jälgimiseks reaalajas. Mõõdetud parameetrid võimaldavad hinnata erinevate ureemiliste toksiinide kontsentratsioone reaalajas ilma vereproove võtmata ning seega aitab saada paremini tagasisidet ravi (n neeruasendusravi) kohta ning kohandada raviviise vastavalt patsientide vajadustega. (2) Isikustatud ja targa töörõiva loomiseks, mis töörõivasse integreeritud sensorite ja uudsete algoritmide abil looks väärtuslikke andmeid tööliste asukohast, kõnnimustritest, füüsilisest aktiivsusest, energiakulust ja füsioloogilisest seisundist ning parandaks tehnoloogiliste lahenduste ja teenuste abil teadlikkust ja ohutust nõudlikes ja ohtlikes töökeskkondades. (3) Uuenduslike psühhofüsioloogiliste meetodite väljatöötamine, mis ühendab kvantitatiivseid füsioloogilisi ja subjektiivseid psühholoogilisi näitajaid, et hinnata inimeste emotsionaalset vastust erinevatele (elu)keskkondadele (nt turvalised, mugavad, stressirohked, ülestimuleerivad või ebaatraktiivsed). Üks rakendusvaldkond on ületada lõhe linnaplaneerijate ja linnaelanike vahel kasutades nn heaoluskoori kaardistamist.
The main research field of the SensorTechBMEteam is to develop flexible and novel sensor technologies and algorithms in biomedical engineering applications:‚ To estimate dialysis adequacy and qualitysecuring end stage renal disease (ESRD) patients’ care quality. The research is exploring spectrophotometrical and spectrofluorimetrical characteristics-signatures of thebiofluids and performing various signalprocessing and analysis on those signals.‚ To develop beyond the state-of-the-art applications incorporated into a smart wearablemulti-sensor fusion system for generatingvaluable data about the workers’ location,locomotion, physical activity, energy consumption and physiological status;‚ For speech-to-text usage in healthcareand industry.‚ The well-being score is an innovativemethod and tool integrating quantitativephysiological and subjective psychological indicators for assessing environmentsthat are not only safe and convenient, but also interesting or pleasant or vice versa todefine environments that are unsafe, stressful, overstimulating, or unattractive. Oneapplication area of the tool is to bridge thegap between urban planners and urban residents utilizing a well-being score mapping.
Tähtsamad tulemused
2023. aasta olulisemad tulemused:Pakuti välja uudne, ajaliselt keskmistatud kontsentratsioonil (time averaged concentration, TAC), põhineva neeruasendusravi kvaliteedi hindamise metoodika. Tulemuste põhjal järeldati, et uudne metoodika võimaldab hinnata heitdialüsaadi põhjal neeruasendusravi patsientide erinevate ureemiliste toksiinide seerumi ajas keskmistatud kontsentratsiooni (TAC) intradialüütiliselt ja piisava täpsusega. Sellist metoodikat samaaegselt erineva molekulkaaluga (väikeste, keskmise suurusega ja valkudega seotud) ureemiliste jääkainete markeritele varem maailmas rakendatud ei ole.Teadustöö tulemusena tekkis innovaatiline leiutis meetodile ja seadmele, mis hindab inimese stressitaset, kasutades otsaesiselt registreeritud fotopletüsmograafilist (PPG) signaali või selle kombinatsiooni teiste füsioloogiliste parameetritega.
‚ A new a novel on-line multicomponentminiaturized optical sensor for monitoring removal of uremic toxins in the spentdialysate during hemodialysis was designedand validated in an European multicenterclinical study;‚ A new method and device were developed forreal-time physical fatigue estimation basedon physiological signals and parameters.
Pilt, K.; Karai, D.; Bachmann, M.; Gavriljuk, M.; Fridolin, I. (2023). Influence of Acute Mental Stress on the Forehead Photoplethysmographic Signal Waveform. In: 19th Nordic-Baltic Conference on Biomedical Engineering and Medical Physics. (181−188). Springer. (IFMBE Proceedings; 89). DOI: 10.1007/978-3-031-37132-5_23
Leis, L.; Adoberg, A.; Paats, J.; Holmar, J.; Arund, J.; Karai, D.; Luman, M.; Pilt, K.; Taklaja, P.; Tanner, R.; Fridolin, I. (2023). Hemodialysis Optical Monitoring Toward Greener Technology: A Potential for Water Saving Dialysis Treatment. In: 19th Nordic-Baltic Conference on Biomedical Engineering and Medical Physics. (162−171). Springer. (IFMBE Proceedings; 89). DOI: 10.1007/978-3-031-37132-5_21