PORTFOLIO

Kann das Autonome Nervensystem den Blutdruck noch regulieren? Diese Frage ist bei älteren Menschen wichtig, um ihre Sturzgefährdung abzuklären. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Prototyps eines tragbaren, drahtlosen EKG-Geräts, mit dem auch die Blutdruckregulierung überwacht werden kann.Die Aktivität des Autonomen Nervensystems ist feststellbar in der Variation der Herzrate in bestimmten Frequenzbändern. Mit einer Zeit-Frequenz Analyse nach Wigner sollen diese Aktivität sichtbar gemacht werden. Um die dabei auftretenden Interferenz Terme zu minimieren, wird eine Riesz Basis von Zerlegungsfunktionen verwendet, welche sich explizit Wigner transformieren lassen. Dadurch wird eine gute Zeit-Frequenz Lokalisierung erreicht. Die Analyse wird in eine vom Fraunhofer Institut in Dresden entwickelte EKG-Folie integriert.

Das Gemeinschaftsprojekt der Fachhochschule Aargau mit dem Fraunhofer Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in Dresden konnte dank der Gebert Rüf Stiftung realisiert werden. Sie leistete die Anschubfinanzierung für unsern Teil des Projekts. Ein vergleichbarer Betrag ist daraufhin von der Fachhochschule Aargau gesprochen worden. Das anwendungsorientierte Forschungsprojekt zeichnet sich durch eine hohe Interdisziplinarität aus (Mediziner, Mathematiker, Elektroingenieure). Im Sinne der Nachwuchsförderung haben auch zwei Studenten, im Rahmen ihrer Semester- und Diplomarbeiten, an der Entwicklung teilgenommen.

Am IMS in Dresden ist eine EKG-Folie entwickelt worden, welche sich ein Patient aufklebt und die die Elektronik für die Aufnahme der Körperpotentiale und für die Funk-Datenübertragung enthält. Sie ist am Universitätsspital Bochum getestet worden.
Am Institut für Signale und Systeme, ISS der FHA ist dazu eine Zeit-Frequenz Analyse entwickelt worden mit dem Ziel der Beurteilung der Blutdruck Regulierung. Die Methode stützt sich auf die Wigner Distribution und verwendet eine Riesz Basis von Zerlegungsfunktionen, die sich explizit Wigner transformieren lassen. Die damit erreichte Zeit-Frequenz Auflösung ist gut und die Interferenz Terme werden schnell klein. Vom technischen Standpunkt aus sind die Ziele erreicht worden. Die Analyse soll in die EKG-Folie integriert werden.
Erste medizinische Tests mit der Zeit-Frequenz Methode funktionieren wie erhofft. Die eigentliche medizinische Erprobung der Analyse wird vom Fraunhofer Institut geleitet und am Universitätsspital Bochum durchgeführt. Sie ist in einem Folgeprojekt vorgesehen. Es soll geprüft werden, ob diese neue Analyse Methode Rückschlüsse auf die Aktivität des Autonomen Nervensystems und damit auf deren Regulierfähigkeit des Blutdrucks zulässt. Es ist geplant mit den gewonnenen Erkenntnissen ein medizinisches Gerät herzustellen.

Eine Publikation mit dem Titel „A Riesz basis well suited for the Wigner time-frequency analysis” ist in Vorbereitung.

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