Sustav za mjerenje bioimpedancije temeljen na integriranom sklopu AD5933

master's thesis

• Title (english): System for Bioimpedance Measurement Based on AD5933 Integrated Circuit
• Author: Antonio Bukovec
• Mentor: Hrvoje Džapo (mentor)
• Committee member: Hrvoje Džapo (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Mario Cifrek (član povjerenstva)
• Committee member: Željka Lučev Vasić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; Zagreb
• Defense date and country: 2020-07-10, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Computing
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering

Abstract

Impedancija se definira kao omjer napona i struje te predstavlja svojstvo materijala da se suprotstavlja protjecanju električne struje. Bioimpedancija se odnosi na karakteristiku tkiva živih bića da se suprotstavljaju protjecanju električne struje, a njezino mjerenje omogućuje neinvazivno i sigurno određivanje električnih karakteristika bioloških tvari. Neke od tipičnih primjena mjerenja bioimpedancije su određivanje kompozicije tijela i hidracije. Određivanje kompozicije tijela i procjena hidracije obično se odnose na određivanje količine masnog tkiva, mišićnog tkiva, ukupne vode u tijelu, ekstracelularne vode, intracelularne vode i plazme. Električna struja drugačije se ponaša na niskim i visokim frekvencijama kada prolazi kroz tkivo pa se stoga koristi nekoliko modela bioimpedancije (npr. RC model, Cole modeli itd.). Bioelektrična impedancijska analiza (BIA) predstavlja skup metoda kojima se mjerenjem bioimpedancije određuje kompozicija tijela. U sklopu ovog diplomskog rada razvijen je sustav za mjerenje bioimpedancije temeljen na integriranom sklopu AD5933. Za mjerenje bioimpedancije razvijeno je sklopovlje koje omogućuje mjerenje s četiri elektrode i programska potpora za razvojni sustav STM32WB55 koji upravlja razvojnim sustavom EVAL-AD5933EBZ. Dodatno, razvijeno je korisničko sučelje u Matlabu za obradu i prikaz mjernih rezultata. Provedeno je eksperimentalno ispitivanje funkcionalnosti razvijenog sustava mjerenjem na pasivnim elektroničkim komponentama i određivanjem bioimpedancije ruke.

Abstract (english)

Impedance is defined as a ratio between voltage and current and it represents the property of a material to resist the flow of electric current. Bioimpedance represents the characteristic of the living beings tissues to resist the flow of electric current, and its measurement provides non-invasive and safe approach for determination of biological tissues electrical characteristics. Some typical bioimpedance measurement applications are determination of body composition and hydration. Determination of body composition and hydration usually include determination of fat and muscle tissue body mass, total body water, extracellular water, intracellular water, and plasma. Electric current behaves differently at low and high frequencies while passing through the tissue and several bioimpedance models are used to describe its effects (e.g. RC model, Cole models, etc.). Bioelectric impedance analysis (BIA) is a set of methods that are used to measure body composition by means of bioimpedance measurement. In this thesis a system for measuring bioimpedance based on the integrated circuit AD5933 was developed. A four-electrode measurement hardware for bioimpedance measurement was developed, along with software for STM32WB55 development system, which manages the EVAL-AD5933EBZ development system. Additionally, a Matlab application with user interface for measurement results processing and visualization was developed. The functionality of the developed system was experimentally verified by measurements on passive electronic components and measurement of the bioimpedance of the hand.

• Keywords: Bioimpedancija; kompozicija tijela; hidracija; bioelektrična impedancijska analiza; analogni front-end; AD5933
• Keywords (english): Bioimpedance; body composition; hydration; bioelectrical impedance analysis; analog front-end; AD5933
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:957926
• Study programme: Title: Electrical Engineering and Information Technology; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije (magistar/magistra inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2023-01-13 11:55:25