Optimierung der Signalanalyse eines Erste-Hilfe-Sensors für den Einsatz in der Praxis

Das Ziel dieser Arbeit ist die Optimierung eines Erste-Hilfe-Sensors, von dem in der Dissertation von Marc Jäger [3] bereits ein Prototyp entwickelt wurde. Der Sensor soll mit hoher Sensitivität und Spezifität erkennen, ob die Reanimation einer bewusstlosen Person notwendig ist. Zusätzlich soll er so konzipiert sein, dass er von Laien stets mitgeführt und eingesetzt werden kann. Es lassen sich damit die folgenden Anforderungen definieren: o Erkennung der Atmung o Erkennung des Pulses o Handlungsanweisung innerhalb von zehn Sekunden o Sensitivität und Spezifität > 90% o Mobil einsetzbar o Laientauglich Die Arbeit gliedert sich in die folgenden Bereiche: In Kapitel 2 werden die medizinischen Grundlagen beschrieben, die für die Entstehung der Vitalfunktionen des menschlichen Körpers verantwortlich sind. Die Erklärung beginnt bei der Ursache der elektrischen Aktivität der Schrittmacherzellen und führt schließlich zur Kontraktion des Herzens. Zusätzlich erfolgt eine Einführung in den Aufbau und die Funktionsweise des menschlichen Atmungssystems. Das dritte Kapitel, Stand der Technik, umfasst eine Erläuterung alternativer nichtinvasiver Verfahren zur Messung der Vitalfunktionen und bewertet die entsprechenden Geräte für den Laieneinsatz in Notfallsituationen. Des Weiteren wird der aktuelle Forschungsstand des Erste-Hilfe-Sensor-Systems skizziert und bezüglich dessen Tauglichkeit für den Einsatz in der Praxis bewertet. Die Entwicklung der Analyse des Signals, das über den Schwingkreis erfasst wird, wird im vierten Kapitel, Signalanalyse, beschrieben. Dieser Teil stellt den Kern dieser Arbeit dar. Es werden die Spezifikation und Funktionsweise des entwickelten Algorithmus beschrieben. Die Grundlage bildet dabei die Extraktion von Merkmalen, die schließlich mit einem geeigneten Klassifikationsverfahren auf eine Aussage „Reanimation empfohlen“ oder „Reanimation nicht notwendig“ reduziert werden. Zu Beginn des fünften Kapitels, Ergebnisse, wird die Erfassung von geeigneten Signalen beschrieben, mit denen realistische Messbedingungen abgedeckt werden können. Mit Hilfe dieser Datensätze werden die Parameter des in Kapitel 5 spezifizierten Algorithmus festgelegt und damit die Kenngrößen Sensitivität und Spezifität für unbekannte Signale berechnet. In der anschließenden Diskussion im sechsten Kapitel werden die erzielten Ergebnisse bewertet und mit dem aktuellen Stand der Technik verglichen. Die Arbeit wird mit Kapitel 7, Zusammenfassung und Ausblick, abgeschlossen, in dem die wichtigsten Punkte der Arbeit noch einmal aufgezeigt werden. Es wird außerdem erläutert, welche weiterführenden Forschungsarbeiten zur Optimierung der Analyseergebnisse beitragen können.