KORVEKSiS: Kompensierte Ortsvektoren zur Charakterisierung seismokardiografischer Signale mittels integrierter Sensorik

• Antragsteller: Professor Dr. Urs-Vito Albrecht; Dr.-Ing. Ulf Kulau
• Fachliche Zuordnung: Biomedizinische Systemtechnik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 542151450

KORVEKSiS widmet sich der übergeordneten Forschungsfrage, wie sich seismokardiografische Signale (SCG) mit ressourcenbeschränkter Sensorik eindeutig charakterisieren lassen, um zukünftig kostengünstige tragbare Alternativen klassischer bildgebender Verfahren für Diagnostik und Monitoring in der medizinischen Versorgung, Prävention und Gesundheitsförderung anbieten zu können. Im Vorhaben werden 3D-Beschleunigungssensoren mit 3D-Gyroskopen fusioniert und kompensierte, in ihrer Orientierung konfigurierbare, Ortsvektoren abgeleitet. Dieses ermöglicht eine von der Sensorposition ausgehende ortsbezogene Interpretation der SCG-Signale. In KORVEKSiS werden bislang vernachlässigte Messunsicherheiten der Referenzsysteme (Artefakte, Latenzen, Jitter, Drift) berücksichtigt. Kompensierte Ortsvektoren liefern eine stabilere und standardisierbare Grundlage für die Zuordnung von charakteristischen herzphysiologischen Signalen der Referenzsysteme, die in translatorischen Modellen angewendet werden. Als Grundlage zukünftiger Implementierungen auf Wearable-Systemen werden Methoden zur Integration für ressourcenbeschränkte Sensorik vorgehalten. Das Arbeitsprogramm sieht initial die Entwicklung und Evaluation einer miniaturisierten Sensorplattform mit fusionierter accelerometrischer und gyroskopischer Sensorik vor. Aufgrund fehlender Standards wird selbst eine Testinfrastruktur mit zuvor validierten Komponenten aufgebaut, die eine synchrone Datenerhebung von SCG- und Referenzsystemen gestattet. Auf dieser Grundlage werden in einem Humanexperiment Basisdaten als Übungs- und Testdatensatz für das gesamte Projekt erhoben. Diese Datenbasis wird genutzt, um kompensierte SCG-Ortsvektoren abzuleiten, welche anschließend mithilfe der Daten der Referenzsysteme Echokardiografie, Elektrokardiografie und Phonokardiografie charakterisiert werden. Parallel hierzu erfolgt die Ableitung translatorischer Modelle und die Integration der Charakterisierung auf ressourcenbeschränkte Sensorik. Zusammengenommen wird ein Methodenportfolio als wissenschaftliche Grundlage für weiterführende Forschung zur Verfügung stehen, die darauf abzielt, kostengünstige Wearables mit großer Anwendungsbreite für ambulante Diagnostik und Monitoring in Prävention, Gesundheitsförderung und Diagnostik zu ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen