Willkommen

Herzlich willkommen auf unserer Projektseite. Auf dieser Homepage erhalten Sie Informationen rund um das Projekt Nichtinvasive Hydrationsmessung.

Kurzbeschreibung

Deutsch

Die nichtinvasive Hydrationsmessung – ist ein Versuch, den Wasserzustand im menschlichen Körper über die Ausatemluft zu bestimmen. Ein Gerät mit einem Luftsensor soll diese Atemluft analysieren, den Zusammenhang mit dem Wasserhaushalt im Körper erkennen und der Person mitteilen, ob sie momentan Wasser zuführen soll oder ob sie ausreichend hydriert ist. Durst ist ein Zeichen dafür, dass dem Körper bereits Wasser fehlt, d.h. der Körper ist bereits dehydriert. Spricht man von einer Dehydration, so ist mit anderen Worten eine Austrocknung des Körpers zu verstehen. Je älter man wird, umso wichtiger ist es, rechtzeitig und in richtigen Mengen Wasser zu trinken. Das medizinische Personal in Pflegeheimen oder in Krankenhäusern führt beispielsweise Trinkprotokollierungen durch, um diese Austrocknung zu vermeiden. Die Protokolierung ist jedoch sehr aufwändig, da das Personal alles aufschreiben müssen, z.B. Datum, Trinkmenge, Uhrzeit usw. Natürlich kann man den Wasserhaushalt über andere Wege und Methoden feststellen, doch sie sind aufwendig und brauchen ihre Zeit. Es gibt verschiedene Methoden, wie z.B. die Hydrationsbestimmung über das Blut oder über ein Röntgenbild vom Brustkorb. Defür werden spezielle Geräte oder auch ein Labor benötigt.

NID for Speed - soll entwickelt werden, um den Wasserhaushalt schnell und einfach zu bestimmen, bevor der Körper dehydriert. Dieses Gerät erleichtert die Arbeit des medizinischen Personals.

Unser Ziel ist es also, herauszufinden, ob es einen Zusammenhang zwischen der Ausatemluft und dem Wasserhaushalt (Hydrationszustand) des Körper gibt.

Unser Projekt wird bearbeitet und erstellt an der HTL Mössingerstraße

▼ English

The non-invasive hydration measurement - is an attempt to determine the water status in the human body via exhaled air. A device with an air sensor is designed to analyze this exhaled air, detect the connection with the water balance in the body and tell the person whether water should be added at the moment or whether one is sufficiently hydrated. Thirst is a sign that the body is already lacking water, i.e. the body is already dehydrated. If one speaks of a dehydration, so is to be understood in other words a dehydration of the body. Quite especially to recognize the dehydration in the elderly. The older you get, the more important it is to drink water in time and in proper quantities. Medical staff in nursing homes or hospitals, for example, conduct drinking logs. An elaborate way, since they have to write down, e.g. date, amount drunk, time, what is drunk (water, juice, etc.). Of course, water balance can be determined, directly determined, by other means, such as blood or X-ray of the chest. But these methods are expensive and long. You would need either the laboratory or special equipment that you would not have at home. Especially in nursing homes or hospitals this method will be used to simplify the drinking protocol.

NID for Speed - should be developed in order to quickly and easily measure the water balance, before the body becomes dehydrated. This device helps to make the work of medicine personnel easier.

So, our goal is to find out if there is a relation between exhaled air and the water balance or hydration status in the body.

Funktionsweise

Es geht also darum, den Hydrationszustand des Menschen über die Ausatemluft zu bestimmen. Dies erfolgt nicht-invasiv, was bedeutet, dass die Messung nicht in das umgebende Bindegewebe eindringt. Die nichtinvasive Methode ist daher von einem großen Vorteil, da die Hydrationsermittlung schnell und einfach durchgeführt werden kann. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde dazu ein Gerät entwickelt, das die Eigenschaften der Ausatemluft (Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und Lufttemperatur) untersucht, siehe die Abbildung.

▼ English

The aim is to determine the hydration status of the human body through exhaled breath. This method is non-invasive, which means that it does not penetrate the surrounding tissue. This non-invasive approach is a great advantage, as it allows for a quick and easy determination of hydration. To achieve this goal, a device has been developed to analyze the properties of exhaled breath (humidity, air pressure, and temperature), as shown in the figure.


Damit das Gerät auch funktioniert, werden elektronische Komponenten benötigt. Im groben werden die Teile benötigt die in dem untenstehendem Bild zu sehen sind. Sobalt hineingepustet wird, misst ein Luftsensor im Gerät diese Luftwerte. Sie werden zum Arduino Uno weitergeleiten, welcher anschließend diese Daten verarbeitet. Wurde der Hydrationszustand anhand der Luftwerte eines Patienten ermittelt, so gibt dieser Mikrokontroller den Hydrationslevel auf der Anzeige aus.

▼ English

The device itself, without electronic components, is just a frame. Electronic components are used to make it work. The device, as shown in the picture, consists of these units. If the air is blown in, a air sensor in the device measures these air values. These values are forwarded and processed by a small "computer", also known as a microcontroller. Once the hydration status has been determined based on a patient's air values, the microcontroller displays the hydration level on the screen.


Um den Hydrationszustand über die Atemluft zu bestimmen, muss zunächst eine Beziehung zwischen der Atemluft und dem Hydrationszustand im Körper hergestellt werden. Ein einfacher Weg zur Bestimmung des Hydrationsstatus ist die Beobachtung der Urinfarbe. Wenn es gelingt, eine Verbindung zwischen der Urinfarbe und den Luftdaten herzustellen, könnte dies bedeuten, dass der Hydrationsstatus über die Atemluft ermittelt werden kann.

▼ English

To determine the hydration status through exhaled breath, a relationship between the breath and hydration status in the body needs to be established. One simple way to determine hydration status is to observe the color of urine. If a connection can be made between urine color and air data, it could mean that hydration status can be determined through exhaled breath.

Details

BME280

Komponenten - Hardware

Sensor - BME280

Der BME280 ist ein Sensor, der in der Lage ist, die Luftfeuchtigkeit, Lufttemperatur und Luftdruck zu messen. Er wurde speziell für mobile Anwendungen und Geräte entwickelt. Wie auf dem Bild zu sehen ist, ist die Baugröße und vor allem der niedrige Stromverbrauch eines der wichtigsten Merkmale des Sensors. Der Sensor kombiniert eine hohe Linearität und Genauigkeit und ist optimal für geringeren Stromverbrauch, Langzeitstabilität und hohe Widerstandsfähigkeit, gegen elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) geeignet. Der Sensor bietet eine extrem schnelle Reaktionszeit und erfüllt damit die Anforderungen an die Leistung für neue Anwendungen wie beispielsweise Kontextbewusstsein und hohe Genauigkeit über einen weiten Temperaturbereich.


LCD-Anzeige 16x2

Die LCD-Anzeige 16x2 zeigt die gemessenen und berechneten Werte an. Die Bezeichnung "16x2" steht für 16 Zeichen pro Zeile und zwei verfügbare Zeilen, wodurch insgesamt 32 Zeichen dargestellt werden können. Jeder Anzeigeplatz besteht aus 5 x 8 Pixeln für die Darstellung von Symbolen, Zahlen oder Buchstaben. Zwischen den Anzeigeplätzen befindet sich ein freier Raum, der keine Pixel anzeigt. Insgesamt hat die Anzeige somit 1280 Pixel.

Mikrokontroller - Arduino Uno

In unserem Projekt wird ein Mikrokontroller verwendet, um die Werte von Sensor zu lesen, sie zu berechnen und die berechneten Werte auf dem Display auszugeben. Kurz gesagt, Der Arduino Uno


Gehäuse

Das Gehäuse besteht aus mehreren Teilen. Aus dem oberen Teil, welches die Halterung für das Display beinhaltet, sowie die Öffnungen für das Rohr und den Knopf zum ein und ausschalten. Weiters besteht es aus dem unteren Teil, dieser beinhaltet die Halterung für den Arduino Uno, sowie für die Batterie. Der letzte Teil des Gerätes ist das Rohr, in welchem die Halterung des Sensors eingebaut ist.

Our Awesome Team

Das sind wir!

Emely Rebekka Adunka

Erstellung der HW, Testungen, Produktdesign und Leiterplatten, Schaltplan

"Sie haben uns angelogen!"

Jakub Wolianskyj

Erstellung der SW, Sensorik, Zusammenbau und Recherche

"Gute Planung und harte Arbeit führt zum Wohlstand - das gilt auch für die Schule"

Dipl.-Ing. Martin Käfer

Erstbetreuer

"Es wird schon noch!"