Wearable Biosensors

Wearable Biosensors

Pushkar Rawat

B. Tech scholar

Department of Electronics & Communication Engineering, Vivekananda Institute of Technology,

Jaipur Rajasthan India

Abstract:- Diese Arbeit zielt darauf ab, die verschiedenen Arten von tragbaren Biosensoren zu untersuchen. Die theoretische Grundlage dieser Arbeit wurde durch die Durchführung einer Untersuchung über tragbare Biosensoren geschaffen. Sie zielt darauf ab, die Eigenschaften und Anwendungen von tragbaren Biosensoren im medizinischen Bereich zu erklären. Wearable Biosensoren sind in der Lage, die Vitalparameter kontinuierlich zu messen, zu überwachen und dem Benutzer ein Feedback zu geben, was für die rechtzeitige Vorbeugung, Diagnose, Behandlung und Kontrolle von Krankheiten von großer Bedeutung ist.Sie haben verschiedene klinische Anwendungen, die sie zu einem der wichtigsten Werkzeuge in der Medizintechnikindustrie machen. Obwohl die Verwendung von tragbaren Biosensoren im Gesundheitswesen noch in den Kinderschuhen steckt, haben sie aufgrund ihrer Kompaktheit und Vielseitigkeit die Fähigkeit, das Gesundheitswesen auf magische Weise zu beeinflussen. Intelligente, tragbare Biosensoren sind in der Technologiebranche ein großer und profitabler Markt.

Schlüsselwörter: Wearable Biosensoren, Ringsensor, Smart Shirt Biosensor Wearable Sensor forpreventing road accident, automatic stress recognition.

INTRODUCTION

Wearable Biosensoren gewinnen heutzutage unendlich an Interesse und versprechen eine der größten Entwicklungen im Bereich der Wearable Health Technology zu werden. WBS, eine Hauptkategorie von Biosensoren, eignet sich am besten für das Gesundheitswesen, Sportanwendungen, das Militär usw. Ein schnelles Wachstum dieser Geräte ist im Gange, was dazu beitragen wird, Vorteile wie einfache Bedienung, niedrige Kosten und die Bereitstellung von Echtzeit-Informationen und Interaktion zwischen Ärzten und Patienten zu bieten.

WEARABLE BIO SENSORS

• WAS IST WBS

  WBS sind die digitalen Geräte, die am Körper getragen werden können. Wearable Systems oder Geräte wie Smart Shirts, Smart Watches, dünne Bandagen oder Tattoos ermöglichen es, Blutzuckerspiegel, Blutdruck, Herzschlagfrequenz und andere biometrische Daten kontinuierlich und dauerhaft zu ermitteln.

  Diese Echtzeitinformationen werden dann drahtlos an Gesundheitsdienstleister oder Überwachungsgeräte übertragen.

• WEARABLE BIOSENSORS = WEARABLE + BIOSENSORS

  Wearable Biosensors sind im Allgemeinen eine Kombination aus tragbaren Gegenständen und Biosensoren. Objekte, die getragen werden können, nennt man Wearable. So sind z.B. intelligente Uhren, Kleidung, Bandagen, Ringe usw. einige tragbare Objekte. Biologische Sensoren hingegen bestehen aus drei Hauptbestandteilen:

• Bioreaktorsysteme: Zum Erfassen der Anwesenheit und Konzentration einer Substanz.

  Frau Kritika Sharma

  Abteilung für Elektronik & Kommunikationstechnik, Vivekananda Institute of Technology,

  Jaipur Rajasthan Indien

• Wandler: Er sorgt für die Interaktion zwischen dem Gerät und dem Körper und hilft bei der Umwandlung in elektrische Energie.

• Ausgangssystem.

Biosensoren sind so konzipiert, dass sie nur mit einer bestimmten Substanz reagieren, und das Ergebnis dieser Reaktion kommt in Form von Meldungen, die von einem Mikroprozessor analysiert werden können.

Diese Biosensoren können als Rezeptoren oder Stimuli betrachtet werden; Kommunikationssysteme, die auf Sensoren basieren, können die biophysikalischen Leistungen des Menschen anzeigen, stimulieren, behandeln und ersetzen.

Wearable Biosensoren schaffen ein Zwei-Wege-Feedback zwischen Ärzten und Patienten und werden heutzutage am schnellsten eingesetzt.

Diese Biosensoren ermöglichen die lebenswichtige Überwachung von Patienten, Sportlern, Frühgeborenen, Kindern, Psychiatriepatienten, Pflegebedürftigen und Menschen in unwegsamen Regionen, die weit von Gesundheits- und medizinischen Diensten entfernt sind.

Sie sind bei der Vorbeugung, korrekten Diagnose, Kontrolle und Behandlung von Krankheiten sehr effektiv.

TYPEN VON TRAGBAREN BIOSENSOREN UND IHRE ANWENDUNGEN

1. SMART SOCKS

   Smarte Socken sind mit Sensoren ausgestattet, die das Gehen und die Art und Weise, wie die Füße in verschiedenen Situationen – Gehen, Laufen oder Sitzen – auf den Boden gesetzt werden, kontrollieren können. Sie können insbesondere als Hilfsmittel für ältere Menschen, die Schwierigkeiten beim Gehen haben, oder als Trainingsgerät für Kinder, die das Gehen lernen, verwendet werden, um möglichen Verletzungen beim Gehen vorzubeugen usw. Darüber hinaus nutzen Sportler sie, um ihr Trainingsprogramm zu ändern. Die von den Sensoren aufgezeichneten Daten werden drahtlos an den Computer oder das Mobiltelefon des Benutzers übertragen, wo sie mit einem eigenen Programm analysiert werden können; bei Bedarf wird ein Alarm für die Person ausgelöst.

   II.RINGSENSOREN:

   Der Ringsensor ist ein Pulsoximetriesensor, der die Überwachung der Herzfrequenz und der Sauerstoffsättigung ermöglicht. Das Gerät hat die Form eines Rings und kann über einen längeren Zeitraum getragen werden. In den Ring sind eine rote LED, eine Infrarot-LED und eine Fotodiode integriert. Der gesamte Prozess wird von einem einzigen Prozessor geplant und gesteuert.

   Die gesendeten Wellen werden über eine digitale drahtlose Kommunikationsverbindung übertragen und nach dem Empfang von einem Heimcomputer ausgewertet.

   Abbildung 1

   Der Ringsensor kann jederzeit getragen werden. Dadurch ist eine kontinuierliche Überwachung der Gesundheit möglich. Jedes Mal, wenn sich die Herzmuskeln zusammenziehen, wird Blut aus den Herzkammern ausgestoßen und ein Druckimpuls durch das Kreislaufsystem geleitet. Wenn der Druckimpuls die Gefäße durchläuft, verschieben sich die Gefäßwände, was an verschiedenen Punkten messbar ist, um mit der fotoelektrischen Methode Änderungen des Pulses oder des Blutvolumens zu erkennen. Fotoleiter werden normalerweise verwendet und Fotowiderstände werden für den Verstärkungszweck Fototransite oder verwendet.

   III SMART SHIRT

   Abbildung 2

   Das an der Georgia tech entwickelte Hemd verwendet optische Bären, um Wunden und spezielle Sensoren zu identifizieren und miteinander zu verbinden, um die Lebenszeichen des Körpers zu überwachen Dieses intelligente Hemd bietet einen Rahmen für die Überwachung, Informationsverarbeitungsgeräte und die Erkennung der Wunden. Die Sensoren können an den richtigen Stellen für alle Benutzer positioniert werden und es kann ohne Beschädigung gewaschen werden.

   Die grundlegenden Vorteile von Smart-Shirts als tragbare Biosensoren sind, dass sie bei der Überwachung der Herzfrequenz, Atemfrequenz und Temperatur helfen. In einem intelligenten Hemd sind integrierte Sensoren und ein leitfähiges Fasergitter an einem Hemd angebracht, das über Hemdbandanschlüsse verfügt, die Parameter erkennen und Signale an ein persönliches drahtloses Steuerungssystem senden, das den weiteren Prozess der medizinischen Versorgung durchführt.

   1. SMART CLOTHING FOR THE PREMATURE BABIES

      Jährlich werden auf dieser Welt 15 Millionen Babys zu früh geboren. Mehr als eine Million davon stirbt oder erleidet körperliche und psychische Komplikationen durch den Verlust von Körperwasser. Polnischen Forschern ist es gelungen, eine intelligente Kleidung zu entwerfen, die von Frühgeborenen getragen werden kann. Diese Kleidung besteht aus zwei Schichten: eine Schicht ist aus normalem Stoff und die andere ist eine Membran, die das übermäßige Schwitzen des Babys verhindert.

   2. DIGITALE KLEIDUNG, DIE DEN MENTALEN ZUSTAND UNTERSUCHT

Die winzigen Sensoren in dieser Kleidung können die Herzfrequenz, die Körpertemperatur und sogar den Hautleitwert messen (der einer der wichtigsten physiologischen Indizes für die Bestimmung des mentalen Zustands von Menschen ist). Die Daten werden dann über ein Mobiltelefon an eine Datenbank gesendet, die je nach aktueller Situation und allgemeinem Interesse der Menschen eine entsprechende Antwort gibt. In der Kleidung befindet sich ein mit LED-Lampen ausgestatteter Bildschirm, der hoffnungsvolle Aussagen anzeigen kann, wenn die Menschen in Trauer oder Panik sind.

ZUKÜNFTIGE ANWENDUNGEN VON TRAGBAREN BIOSENSOREN

#WEARABLE SENSOREN ZUR VERHÜTUNG VON VERKEHRSUNFÄLLEN:

Um das Problem der Verkehrsunfälle zu lösen, wurden verschiedene Sensortechniken eingeführt, wie z.B. die Messung der Fahrzeugeigenschaften (Lenkung, Bremsen, Gänge usw.), der Umweltbedingungen (Nebel, Dunkelheit, Feuchtigkeit usw.) und des Fahrverhaltens. Die tragbaren Computer überwachen kontinuierlich die Sicherheitsmaßnahmen zur Vermeidung von Verkehrsunfällen und helfen auch dabei, die Abschleppdienste sofort zu informieren, wenn es zu einem Verkehrsunfall kommt. Die Hauptursache für Verkehrsunfälle ist der Alkoholkonsum des Fahrers, längere Fahrzeiten, Schlafmangel, Übermüdung usw. Allerdings sind tragbare Geräte nicht die endgültige Lösung zur Vermeidung von Verkehrsunfällen.

AUTOMATISCHE STRESSERKENNUNG

Um den chronischen physiologischen Stress abzumildern, gibt es Technologien, die den Stress selbst erkennen, was zur Einführung von tragbaren Biosensoren führt, die leichter zu

tragen sind. In dieser Stresserkennungstechnik wird die Verlustfunktion von Support-Vektor-Maschinen weiterentwickelt, um die Fähigkeit eines Individuums zu kodieren, sich mehr oder weniger gestresst zu fühlen.

ERGEBNIS

Wearable-Technologien können einen integralen Bestandteil der Lösung für die Bereitstellung von Gesundheitsfürsorge für eine wachsende Weltbevölkerung darstellen, die durch eine zunehmende Alterung der Bevölkerung belastet wird. Durch die Möglichkeit der Telemedizin, der Überwachung, Aufzeichnung und Übertragung physiologischer Signale von außerhalb des Krankenhauses, könnten Wearable-Technology-Lösungen die Belastung des Gesundheitspersonals verringern und den Platz im Krankenhaus für dringlichere oder reaktionsschnellere Pflegezwecke nutzen. Darüber hinaus könnte der Einsatz von Wearable Technology in Berufen, in denen die Beschäftigten Gefahren ausgesetzt sind, dazu beitragen, ihr Leben zu retten und das Gesundheitspersonal zu schützen.

VERWEIS

. Asada, H.H., et al., Mobile Überwachung mit tragbarem Biosensor Fotoplethysmographie Biosensoren. Engg. in Med and Bio Magazine.. Ming-Zher, P., N.C. Swenson, und R.W. Informationstechnologie in der Biomedizin Wissenschaft. Patel, Übersicht über tragbare Sensoren und Systeme mit Anwendung in der Rehabilitation. Zeitschrift für Neuroengineering und Rehabilitation… Altini, M., J. Penders, und O. Amft. Personalisierung der Schätzung des Energieverbrauchs mit Hilfe einer Vorhersage der kardiorespiratorischen Fitness. In Pervasive Computing Technologies for Healthcare… Flow Sensors and Wearable in Biomedical Engineering. Erhältlich von: http://vista.ir/article/258815.

CONCLUSION

Dieses Papier gibt im Grunde einen detaillierten Überblick über die meisten Anwendungen von tragbaren Biosensoren, die normalerweise in unserem täglichen Leben verwendet werden. Es handelt sich dabei um verschiedene Anwendungen wie Ringsensoren, intelligente Hemden, Stresserkennung und Prävention von Verkehrsunfällen. Für jeden Einzelnen werden heutzutage viele Anwendungen und Techniken für diese Sensoren vorgestellt. Der Ringsensor wird für andere medizinische Anwendungen wie die Erkennung von Arthritis und Nierenkrankheiten weiterentwickelt. Das intelligente Hemd hat auch eine große Auswirkung, da es die Lebensqualität erhöht, wodurch die Kosten für das Gesundheitswesen gesenkt und schließlich die zukünftigen Gesundheitssysteme realisiert werden.

So können wir schließen, dass tragbare Sensoren einen großen Einfluss auf die zukünftige Gesundheitsversorgung haben. Instanzen von Textilien mit der Fähigkeit zur Verarbeitung und Aufzeichnung von medizinischen Daten und biologischen Signalen durch die Platzierung von Kohlenstoff-Nanoröhren in der Kette und Schuss der Fasern, die in der Praxis spielt die Rolle der Biosensoren, wurden in der medizinischen, Feuerwehr, Sport und militärischen industriellen Einstellungen und ähnliche Fälle, in denen die Ergebnisse wurden hervorgehoben getestet.Bald, tragbare Biosensoren finden ihre Verwendung in der Routine klinischen Anwendungen.Die Verwendung von tragbaren Biosensoren erfüllt ein Zitat auf Linie gebracht, tragbare Gesundheitsversorgung einfach zu nutzlos kostspielig. Überall, zu jeder Zeit, für jeden.