Biosignale

---> als Ergebnis biol./chem. Aktivität

• Elektrische Signale: EKG, EMG, ERG
• Magnetfelder: EEG (Spannung als Ursache von Strömen, diese Wiederum erzeugen Magnetfelder)
• Mech. Signale: Kräfte, Momente: Kaukraft an der Zahnoberfläche, Hebekraft des Armes
• Drücke: Blutdruck, Liquordruck, Druck in Harnblase
• Bewegungsgrößen: Fortpflanzungsgeschwindigkeit einer Pulswelle, Fließgeschwindigkeit des Blutes
• Akust. Signale: Geräusche der Herztätigkeit, Verdauungsgeräusch, Fließgeräusch des Blutes
• Thermische Signale: Körpertemperatur an verschiedenen Stellen des Körpers, Energieumsatz
• chem. Eigenschaften: ph-Wert des Blutes/Mageninhalts
• olfaktorische Signale: Geruch wahrnehmbarer Ausdünstungen

Erfordern das Einbringen von Energie in den zu vermessenen Organismus

• Energieeintrag durch Magnetfeld: MRT
• Energieientrag durch Wechselspannung: Bioimpedanzmessungen z.B. HZV
• " " Strahlungsenergie im Röntgenspektrum: CT/Röntgenbild
• " " " im Sichtbaren Spektrum: Photoplethysmografie, Mikroskopie
• " " Schallwellen: Ultraschalldiagnostik
• " " Radio-Nuklide: Nuclearmedizin Tc99m

Durch mehrere "Schlüssellöcher" schauen erhöht die Chance etwas wesentlichen zu erfasse, da sonst reduzierte gefilterte Wahrnehmung.

Lieber mehrere Messmethoden Anwenden statt nur eine, kann nämlich sein dass wichtige Ereignisse dann  nicht stattfinden wenn gerade nachgeschaut wird.

Gemessen wird wie der Strom der die Hörschnecke beim Hören generiert wird, entlang des Hörnervs zum Gehirn wandert. --> Überprüfung des Hörnervs und für Verarbeitung ak. Signale zuständige Gehirnareale

Erkrankungen in dieser Region kann man festellen.

Ablauf:  

• 3-4 Elektroden auf die Kopfhaut
• Kopfhörer emittieren Klckgeräusche
• Elektroden registrieren die ausgelösten Hirnströme/Potenziale
• Lokalisation von Störungen zw. Innenohr und Hirnstamm
• Feststellen der Hörschwelle in unterschdl. Frequenzen
• Idealerweise in faradaysch abgeschirmter Umgebung

simuliert Funktion der Haarzellen

• Mikrophon außen am Kopf
• Mehrkanalprozessor nimmt Schallwellen auf und codiert diese in einem Audioprozessor in el. Signale um
  (Empfängt Frequenzen in unterschiedlichen Kanälen anhängig von Tonfrequenz zu selektieren)
• Drahtlose weiterleitung der el. Signale an Empfänger
• Empfänger sendet Signale direkt an die zugehörigen Stimulationselektroden im Innenohr--> Weiterleitung an Hörnerv

Reliabilität: Zuverlässigkeit eines Testes

• ist die Präzision des Messverfahrens, gibt die Reproduzierbarkeit an bzw. bei Wiederholung der Messung mit gleichem Messgerät sollte immer gleiches Ergebnis raus kommen

Validität: ist die korrekte Erfassung des Merkmals

• beschreibt ob die Messung das misst was tatsächlich gemessen werden soll.

Metrische Skala: bsp. Blutdruck , quantitative Merkmale

• eindeutige Reihenfolge
• differenzen interpretierbar
• Merkmale gemessen oder gezählt

Ordinalskala: bsp. Blutdruckklassen

• eindeutige Reihenfolge
• Differenzen nicht interpretierbar
• Merkmal in der Regel abgeleitet; zum Teil willkürliche Ränge

Nominalskala: z.b Geschlecht, quaitative Merkmale

• keine eindeutige Reihenfolge
• dichotomes Merkmal: nur zwei Ausprägungen krank oder gesund

Summe aller Messwerte durch die Anzahl der Messungen,
nur bei metr. Merkmalen möglich
empfindlich gegenüber extremen Werten

Mittlere Wert, der nach Größe sortierten Merkmale
Robust gegenüber Ausreißer
entspricht 50% Quantil
bei metr. und ordinalen Merkmalen möglich

Häufigste Ausprägung eines Merkmals, immer ermittelbar

Maß fü die Streuung der Messwerte eines Merkmals um seinen Mittelwert bzw. Streuung einer idealen Häufigkeitsverteilung

siehe Gaussche Normalverteilung

Maß für den Grad eines statistischen linearen Zusammenhangs zw zwei Merkmalen
Bei -1 oder +1 besteht vollst. Zusammenhang, d.h Werte sind voneinander Abhängig

Bei 0 kein linearer Zusammenhang

Elektrische Signale die Körperzellen während ihrer Funktion aussenden (Nerven,Muskel)

• mit Hilfe von Ableitelektroden auf der Haut bekommt man geringe Signalamplituden

Kondensatormikrophon
Durch verringerung des Abstandes der Kondensatorplatten verringert sich die Kapazität und somit zu einem Spannungsanstieg. Dadurch werden Schallwellen in elektrische Signale umgewandelt

Messung von Drücken durch Kapazitätsänderung und Umwandlung in Spannung

Druchsensoren messen aktuellen Druck in vgl. zum einem Referenzwert

Piezoelektrischer Effekt: direkt --> Durch Verformung eines Festkörpers wird Spannung erzeugt
indiekt--> Durch Anlegen von Spannung kommt es zur Deformation eines Festkörpers

Biosensoren sind Messfühler zur Erfassung von Biosignalen, die ein primäres Messignal in ein sekundäres weit bearbeiterbares Messignal umwandeln.
 

1. Erfassung der Biosignale ohne das Messergebnis zu beeinflussen
2. Ausreichende Biokompatibilität und ein niedriges Gefährdungspotential:
   Für Patienten oder Anwender, einfache Reinigung, Desinfektion und Sterilisation
3. Reproduzierbare Messergebnisse 
4. niedriger Kalibrieraufwand + Langzeitstabilität

z.B Dehnungsmessstreifen: Längenänderung

• Dehnung des Messtreifens führt zu einer Verringerung der Querschnittsfläche und somit zu einer Erhöhung des Wiederstandes

Temperaturmessung:

• Bei Erwärmung erhöht sich der Wiederstand gleichmäßig

Beleuchtungsmessung: Belichtungsmesser in Kameras oderTropfendetektor bei Infusion

• Zufuhr der Lichtenergie führt zu einer Verringerung des Wiederstands