Akustisches Herzschlag- designed by Simone Buzzi Davide Cescato Simon Häne assisted by Akustisches Herzschlag- Biofeedback F. Grogg Dr. R. Zinniker T. Degen

Gliederung des Vortrages Definition von Biofeedback Ziel der Arbeit Systemübersicht Beschreibung der Komponenten Zusammenfassung & Aussicht

1. Definition von Biofeedback Biofeedback ist eine Methode, bei der unbewusste und automatisch ablaufende Körperfunktionen, wie der Pulsschlag, die Muskelspannung oder die Durchblutung, mit geeigneten Geräten gemessen und rückgemeldet werden. Die Rückmeldung ("Feedback") erfolgt entweder über ein visuelles Signal am Computerbildschirm oder über einen Lautsprecher in Form eines akustischen Signals. Das Ziel dabei ist, körperliche Funktionen und Krankheiten zu beeinflussen.

2. Ziel der Arbeit Das Hauptziel des Projektes war die Entwicklung eines Prototypen, der die Untersuchung der Effekte eines akustischen Herzschlag-Biofeedbacks ermöglicht. Speziell geachtet wurde dabei auf Tragbarkeit, geringen Stromverbrauch und Rekonfigurierbarkeit.

3. Systemübersicht (I) Herzschlagfrequenz aufnehmen Bearbeitung des Signals Erzeugung eines akustischen Herzschlages

Herzfrequenz anzeigen Linux Applikation Herzfrequenz anzeigen Einstellungen ändern Daten speichern 3. Systemübersicht (II) Polar Gurt Empfänger TI MSP430 Microcontroller 8 Bit D/A Wandler Anti-Aliasing Filter Audio Verstärker

4.1 Puls Messung 5 kHz Komponenten: Polar Gurt LC-Resonanzkreis Bandpassfilter und Verstärker Peak detector

4.2 TI MSP430 Microcontroller (I) Aufgaben Gemittelte Frequenz der empfangenen Herzschläge berechnen Ein künstliches Herzschlag Audio Signal mit einer verlangsamten Herzschlagfrequenz abspielen Lautstärke über den Audio-verstärker steuern In standby Modus umschalten, wenn kein Herzschlag empfangen wird

4.2 TI MSP430 Microcontroller (II) Zusätzliche Aufgaben bei eingestecktem seriellen Kabel Verbindung mit Linux Applikation aufbauen Informationen über die Herzschlagfrequenzen senden Konfigurationsparameter empfangen und einstellen

Im MSP430 gespeicherte Samples 4.3 Akustischer Herzschlag Im MSP430 gespeicherte Samples D/A Wandler Seriel 8 Bit Audio Verstärker digitale Lautstärke- steuerung Anti-aliasing Filter Butterworth, 8. Ordnung Sallen-Key Realisierung Abtastfrequenz ist von der Herzschlagfrequenz abhängig Kopfhörer

4.4 Linux Applikation (I) Real-time Darstellung der gemittelten reellen und der abgespielten Herzschlagfrequenz Daten speichern Gemittelte reelle und abgespielte Herzschlagfrequenz Zeitabstand zwischen den empfangenen Herzschlägen

4.4 Linux Applikation (II) Einstellungen ändern Anzahl der zur Mittelung berücksichtigten Herzschläge Frequenzskalierungsfaktor Minimale abgespielte Herzschlagfrequenz

5. Zusammenfassung & Aussicht Funktionsfähiger, rekonfigurierbarer und tragbarer Prototyp wurde entwickelt und aufgebaut Der Prototyp erlaubt die Durchführung von Experimenten und die Erfassung von Daten Der Prototyp ist weitgehend erweiterbar (z.B. LCD Display) Die Soundqualität muss noch untersucht und verbessert werden