Projekty

Działalność naukowa

Czujniki pomiarów biomedycznych

Opublikowano: 13 czerwiec 2015
Wykonawca projektu: Marek Piotrowski

CEL I MOTYWACJE

Celem projektu jest poznanie od podstaw sposobu działania podzespołów elektronicznych znajdujących się w urządzeniach powszechnie używanych do badań biomechanicznych. Dodatkowo postawionym zadaniem jest ich samodzielne skonstruowanie, co wymaga dobrze ugruntowanej wiedzy z zakresu elektroniki oraz programowania. Inspiracją do podjęcia tego tematu były urządzenia takie jak elektrokardiograf, platformy dynamometryczne, urządzenia do pomiaru siły mięśni czy bezprzewodowe czujniki EMG.

REALIZACJA

W ramach omawianego projektu planowane jest skonstruowanie od podstaw takich podzespołów jak:

  • płytki prototypowe do systemów sterowania czujnikami używanymi w pomiarach biomedycznych,   
  • wzmacniacz sygnałów elektrycznych pochodzących z ludzkiego ciała (np. EMG),
  • moduł tensometryczny do pomiarów sił zewnętrznych,
  • moduł dynamometryczny do pomiaru przyspieszeń i odchylenia kątowego, 
  • moduł komunikacji bezprzewodowej
  • silniki sterowane sygnałem mięśniowym.

W chwili obecnej projekt ten jest na bardzo zaawansowanym etapie, czego efekty można podziwiać na zdjęciach przedstawionych w tym artykule. Przykładowo, zrealizowano już układ do pomiaru zgięcia stawu kolanowego, w którym to zastosowano dwa żyroskopy wykonane w technologii MEMS (mikrosystemów elektromechanicznych). Po podłączeniu ich do płytki sterującej przystąpiono do napisania programu, w którym oblicza się wykryty kąt pomiędzy żyroskopami w odpowiednio zorientowanym układzie współrzędnych. Następnym krokiem była wizualizacja zebranych danych. Do tego celu napisano program w języku C++ z użyciem openGL.

EFEKTY

W przypadku pomiaru zgięcia stawu kolanowego za pomocą żyroskopów efektem końcowym jest odwzorowywanie na ekranie monitora położenia i ruchu dwóch elementów prostopadłościennych, które są reprezentantami ramion układu do pomiaru zgięcia w stawie.

W wyniku zrealizowanego projektu powstanie duże stanowisko dydaktyczne, przy którym będzie można poznać aspekt badań biomechanicznych od strony elektronicznej. Takie podejście jest z całą pewnością bardzo rozwijające i pomoże w przyszłości na szukanie nowych rozwiązań w celu  bezinwazyjnego pobierania jak największej możliwej ilości sygnałów pochodzących z ciała ludzkiego.

Koło naukowe BTS “Da Vinci” w marcu 2015r. otrzymało grant na realizację powyżej opisanego projektu.