Zinātniskās darbības atbalsta sistēma
Latviešu English

Publikācija: Sportistu Aksesuāri Sirds-Asinsrites Sistēmas Parametru Monitoringam

Publikācijas veids Raksts konferenču tēžu krājumā
Pamatdarbībai piesaistītais finansējums Nav zināms
Aizstāvēšana: ,
Publikācijas valoda Latviešu (lv)
Nosaukums oriģinālvalodā Sportistu Aksesuāri Sirds-Asinsrites Sistēmas Parametru Monitoringam
Nosaukums angļu valodā Sport Accessories for Cardiovascular Parameters Monitoring
Pētniecības nozare 2. Inženierzinātnes un tehnoloģijas
Pētniecības apakšnozare 2.5. Materiālzinātne
Autori Viktorija Mečņika
Ivars Krieviņš
Edgars Kviesis
Atslēgas vārdi sport accessories, physical activity evaluation, cardiovascular parameters, PPG wearable device
Anotācija Cilvēka ķermeņa atbildes reakcijas novērtēšana uz fizisko slodzi sporta nodarvošanas laikā ir nepieciešama sporta fizioloģijā, piemēram, profesionālajiem sportistiem un sporta zāles apmeklētājiem individuālā sporta nodarbību plāna sastādīšanā labāku rezultātu sasniegšanai un pārpūlēšanas riska novēršanai, kā arī vairāku rehabilitācijas programmu pacientiem. Lai izvērtētu sportista vai pacienta fiziskās slodzes izturību, tiek vērtēti vairāki fizioloģiskie parametri: sirdsdarbības frekvence, asins spiediens, elpošanas frekvence u.c. Mūsdienu tehnoloģiju sasniegumi dod iespēju novērot fizioloģisko procesu norisi reālā laika režīmā, kas nodrošina gan parametru izmaiņu monitoringu dinamikā, gan savlaicīgu pārpulēšanās riska novēršanu. Šajā darbā tiek piedāvāti daži risinājumi sirds-asinsrites sistēmas parametru monitoringam sporta nodarbības laikā, izmantojot valkājamo eksperimentālo fotopletismogrāfijas (PPG) ierīci. Tika izstrādāti sportistu aksesuāri ar integrēto PPG ierīci-pieres apsējs un velobraucēju cimdi. Fotopletismogrāfija (PPG) ir optiskā asins pulsāciju reģistrācijas metode, kas balstās uz pētāmo audu optiskā blīvuma reģistrācijas izmantošanu. PPG signāls sastāv no lēni mainīgās līdzkomponentes (DC), kas satur informāciju par lēniem procesiem, piemēram, elpošana un termoregulācija. Kā arī ātri mainīgās komponentes (AC), kas var sniegt informāciju par kardiovaskulāriem procesiem, piemēram, asinsvadu tonusu, arteriālo spiedienu un perifēro asinsvadu pretestību. Izstrādātā eksperimentāla PPG ierīce balstās uz remisijas principa izmantošanu, kas ir potenciāli plašāk pielietojama. Tomēr šī tehnoloģija vēl joprojām nav izplatīta komerciālās iekārtās. Salīdzinājumā ar konvencionālo absorbcijas PPG, jaunajām izstrādnēm ir vairākas priekšrocības: samazinātie elektronisko komponentu gabarīti un daudzfunkcionāls programmnodrošinājums. Jaunajai ierīcei ir droša datu pārraide, kas pieļauj datu sūtīšanu un saņemšanu līdz pat 10 m attālumam, un neliels enerģijas patēriņš (~40 mA). Jaunizveidotajā programmatūras nodrošinājumā ir integrēts digitāls 255 punktu nerekursīvs filtrs, kas nofiltrē artefaktus. Tika pilnveidota PPG sensora konstrukcija- jaunajā izstrādnē tiek izmantota fotodiode ar redzamās gaismas filtru un izveidota starojuma barjera. Minētie ierīces uzbūve un programmatūra nodrošina darbības precizitāti un stabilitāti, par ko liecina izveidoto prototipu aprobācija laboratorijas apstākļos, kā arī daļēji atvieglo tās integrēšanu tekstilizstrādājumā. Ierīces elektroniskie elementi tika vulkanizēti divu komponentu silikonā, kas aizsargā tos no antropotoksīniem un nodrošina tekstilizstrādājuma kopšanas iespējas. Toties neskatoties uz ierīces pārklāšanas procesa potenciālo mehanizāciju, integrēšanas procesu sarežģī optiskā sensora savienojums ar tekstildrānu. Pieres apsējā sensors reģistrē PPG signālu no virspusējās deniņu artērijas, bet velobraucēju cimdā- no spieķakaula artērijas
Anotācija angļu valodā Evaluation of body reaction to physical loading during sport activity is necessary in sports physiology, for example, for sport professionals and enthusiasts in individual training planning for better result performance and preventing risk of exhaustion, so in various rehabilitation for patients’ health condition observation. Physiological parameters like heart rate, blood pressure, respiration frequency and others are analyzed for sportsman’s or patient’s physical endurance evaluation. Modern technologies give opportunity to observe physiological processes in real time, what insures monitoring of the parameters changes in dynamics and preventing the risk of exhaustion. This research offers several solutions for monitoring of cardiovascular system parameters during sport training with help of wearable experimental photoplethysmography (PPG) device. Two sport accessories- head bandage and cycling gloves- with integrated PPG device have been developed as the result of the research. Photoplethysmography (PPG) is optical method of blood volume determination, which is based on measurement of optical density of respective tissue area. PPG signals consists of pulsatile (AC) component attributed to cardiovascular processes and slowly varying (DC) baseline attributed to respiration, sympathetic nervous system activity and thermoregulation. The developed PPG device operation is based on reflectance type of PPG signal registration. The new developed device has several advantages in comparison with the conventional reflectance PPG device: reduced sizes of electronic components and many-functional software. The new device has improved and safe data transmission that can be realized in 10 m distance and reduced energy use (~40 mA) and improved PPG sensor construction. The software has a digital nonrecursive filter (255 taps) for artifact filtering. Approbation of the developed prototypes in the laboratory evidences that the construction of the device and the software provides its precise and sustained operating. Electronic components of the device are coated with two component silicone to protect the electronics from anthropotoxins and make easier care for the garments. The sensor integrated into the head bandage determines PPG signal from the temporal artery and the one integrated into the cycling glove- from radial artery.
Atsauce Mečņika, V., Krieviņš, I., Kviesis, E. Sportistu Aksesuāri Sirds-Asinsrites Sistēmas Parametru Monitoringam. No: 52. RTU Studentu zinātniskās un tehniskās konferences materiāli, Latvija, Rīga, 27.-29. aprīlis, 2011. Rīga: RTU Izdevniecība, 2011, 247.-247.lpp. ISBN 9789934102608.
Pilnais teksts Pilnais teksts
ID 10692