Untersuchung der Eignung der Puls-Transit-Zeit zur Erfassung nächtlicher Blutdrucktrends mithilfe eines brustbasierten Photoplethysmographie-Messsystems
- Typ:Masterarbeit
- Datum:ab 09 / 2026
- Betreuung:
Untersuchung der Eignung der Puls-Transit-Zeit zur Erfassung nächtlicher Blutdrucktrends mithilfe eines brustbasierten Photoplethysmographie-Messsystems
Aufgabenstellung
Ziel dieser Masterarbeit ist die Weiterentwicklung und softwareseitige Optimierung eines bestehenden brustbasierten Photoplethysmographie-(PPG)-Messsystems zur kontinuierlichen, nicht-invasiven Überwachung nächtlicher Blutdrucktrends. Aufbauend auf einem bereits entwickelten Versuchsaufbau sollen die Signalqualität der optischen Messung weiter verbessert sowie Verfahren zur robusten Bestimmung der Puls-Transit-Zeit (PTT) entwickelt, optimiert und evaluiert werden. Im Mittelpunkt stehen die Optimierung der optischen Sensorkonfiguration, die zuverlässige Extraktion relevanter Merkmale aus EKG- und PPG-Signalen sowie die Untersuchung ihres Potenzials zur kontinuierlichen Abschätzung des nächtlichen Blutdruckverlaufs und der nächtlichen Blutdruckabsenkung.
Die Arbeit umfasst folgende Teilaufgaben:
1. Optimierung der Messeinstellungen
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Durchführung kontinuierlicher Messreihen zur Analyse des aktuellen Systemverhaltens
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Untersuchung des Einflusses relevanter Registerparameter (z. B. LED-Intensität, Verstärkung)
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Identifikation optimaler Parameterkonfigurationen unter Berücksichtigung der bestehenden Hardwaregrenzen
2. Optimierung eines bestehenden Algorithmus zur Puls-Transit-Zeit-Bestimmung
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Analyse der aktuellen Implementierung und Identifikation verbleibender Fehlerquellen
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Optimierung der EKG- und PPG-Signalverarbeitung zur Verbesserung der PTT-Schätzung
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Verbesserung der Fußpunkterkennung im PPG-Signal durch geeignete Signalverarbeitungsverfahren
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Entwicklung robuster Verfahren zur Erkennung und Behandlung fehlerhafter PTT-Werte
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Durchführung umfangreicher Messreihen zur Parametrierung und Validierung der Verfahren
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Bewertung des Einflusses der Optimierungen auf die Stabilität und Genauigkeit der resultierenden PTT-Werte
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Untersuchung der Eignung der optimierten PTT-Berechnung zur Erfassung nächtlicher Blutdrucktrends
3. Analyse nächtlicher Blutdrucktrends
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Untersuchung der Eignung von PTT-basierten Merkmalen zur Erfassung nächtlicher Blutdrucktrends
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Analyse des Potenzials zur Beurteilung der nächtlichen Blutdruckabsenkung (Dipping-Verhalten)
4. Evaluation
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Erfassung von Messdaten unter verschiedenen Versuchsbedingungen
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Analyse der Robustheit gegenüber Bewegungsartefakten und physiologischen Störeinflüssen
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Bewertung der Signalqualität sowie der Stabilität der extrahierten Merkmale
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Untersuchung der Eignung von PTT- und PWF-Merkmalen für eine kontinuierliche Blutdruckschätzung
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Vergleich verschiedener Signalverarbeitungs- und Merkmalsextraktionsverfahren
5. Schriftliche Ausarbeitung
6. Abschlussvortrag
Erwartete Ergebnisse
Ein softwareseitig optimiertes brustbasiertes PPG-Messsystem mit verbessertem Rohsignalverhalten sowie einer robusten und zuverlässigen Puls-Transit-Zeit-Berechnung. Die entwickelten Verfahren sollen die kontinuierliche Erfassung nächtlicher Blutdrucktrends ermöglichen und eine Beurteilung der nächtlichen Blutdruckabsenkung unterstützen. Die Arbeit soll aufzeigen, inwieweit ein brustbasiertes PPG-Messsystem in Kombination mit einer optimierten PTT-Bestimmung als Grundlage für eine langfristige, nicht-invasive Überwachung des nächtlichen Blutdruckverhaltens eingesetzt werden kann.
