Nielemisrefleksin seurantalaite

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli suunnitella ja rakentaa laite aivohalvauspotilaiden nielemisrefleksin seurantaan. Työ tehtiin Neurotech Oy:lle, joka suunnittelee terveydenhuollon elektronisia apuvälineitä.

Nielemisrefleksin seurantalaite on kehitetty dysfagiapotilaille. Dysfagia on nielemishäiriö, joka on usein seuraus aivohalvauksesta. Dysfagiaa on eriasteista, pahimmillaan se tarkoittaa nielemisrefleksin lähes täydellistä puuttumista.

Kehitettävän laitteen tuli olla kannettava ja paristokäyttöinen. Sen täytyi pystyä tallentamaan nielaisuääntä sekä tekemään reaaliaikaisen tunnistuksen onnistuneesta nielaisusta ja antamaan siitä visuaalinen palaute käyttäjälle. Laitteella on tarkoitus tehdä kolme tunnin mittausta päivässä ja seurata näin potilaan kuntoutuksen etenemistä.

Työssä keskityttiin laitteen prototyypin suunnitteluun ja rakentamiseen. Suunnittelun aikana on tallennettu nielaisuääntä usealta eri henkilöltä sekä analysoitu sitä parhaan lopputuloksen saavuttamiseksi. Analysoinnissa on käytetty mm. MATLAB-ohjelmaa. Työssä tutustuttiin käytettävään laitteistoon sekä kehitettyyn ohjelmaan.

Lopputuloksena on saatu nielemisrefleksin seurantalaitteen prototyyppi, joka tallentaa nielausääntä 8 kHz näytteenottotaajuudella sekä tekee reaaliaikaisen tunnistuksen onnistuneesta nielaisusta. Tämän lisäksi laite antaa käyttäjälle visuaalisen palautteen väläyttäen lediä. Laite käyttää äänisignaalin havaitsemiseen kurkkumikrofonia, joka on aseteltu kaulalle spesifiselle paikalle. Laitteesta sekä sen käyttöohjekirjasta on myös kerätty käyttäjäpalaute jatkokehitystä varten.

The purpose of this thesis was to design and build a device for monitoring the swallow reflex of stroke patients. The device was designed for Neurotech Oy which develops electronic solutions for healthcare.

The device for monitoring the swallow reflex is developed for patients with dysfagia. Dysfagia is a swallowing disorder which often results from a stroke. Dysfagia comes in different degrees; the most severe form of dysfagia can mean almost complete lack of the swallow reflex.

The device that was developed had to be portable and battery operated. It was to record swallow sounds and execute real time recognition of a successful swallow and give biofeedback to the user. The device was designed to carry out three one hour measurements per day and in that way monitor the patient’s rehabilitation.

This thesis concentrated on designing and building the prototype. To get the best result, several swallow sounds from different persons were recorded during designing. The hardware used and the program developed were also studied.

As a result of this thesis a prototype was build. The prototype records swallow sounds at an 8 kHz sampling frequency and executes real time recognition of a successful swallow. Furthermore, the device gives biofeedback to the user by flashing a led. The prototype uses a throat microphone, which is placed on a specific spot on the neck, to detect the sound signal. User feedback of the prototype as well as the user manual was compiled for further development.