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Hintergrund und Motivation
Die Messung und Analyse biologischer Signale des Organismus liefert Informationen
über Vitalfunktionen, die wertvoll für die medizinische Diagnostik und zur Kontrolle
von Therapieerfolgen sind. Erfolgt die Auswertung der Messergebnisse in Echtzeit
(d.h. mit einer sehr geringen Verzögerung), finden sich weitere Einsatzgebiete in der
Biofeedbacktherapie, im Design von Schnittstellen für die Mensch-Maschine-Kommunikation (HCI, Human Computer Interfaces) oder in der Prothetik und Schrittmachertechnik.
Durch den Trend zur Leistungssteigerung in der Digitaltechnik eignen sich handelsübliche Computer heute für eine qualitative Auswertung von bioelektrischen Signalen
und zur raschen Analyse von Live-Kamerabildern. Dies eröffnet Möglichkeiten für die
Entwicklung preisgünstiger Hard- und Softwaresysteme und deren Einsatz als Therapie- und Kommunikationshilfe abseits einer Klinik.
Die Betrachtung des kommerziellen Angebotes an Biosignaltechnik zeigt eine Vielzahl von Produkten, deren Einsatzmöglichkeit sich von Ergometrie und Bewegungstherapie über Entspannungs- und Biofeedbacktraining bis zur Überwachung physiologischer Funktionen und zur Verwendung als alternatives Kommunikationsmedium
erstreckt. Viele der Lösungen sind dabei stark auf einen Anwendungsbereich eingeschränkt und bieten softwaretechnisch kaum Möglichkeiten für dynamische Konfigurationen oder Erweiterungen. Auch im Bereich der Kommunikationshilfsmittel für
Menschen mit motorischer Behinderung existieren viele Speziallösungen, die meist
auf einer bestimmten Eingabemodalität aufbauen; hier wäre jedoch eine weitgehende Adaptierbarkeit nützlich, um das System optimal auf die individuellen Bedürfnisse
der Benutzer abstimmen zu können.
Projektzielsetzung
Ziel dieser Arbeit ist es, ein kostengünstiges System zur Erhebung, Auswertung und
Aufzeichnung von Biosignalen sowie von Sensor- und Videodaten zu realisieren,
welches audiovisuelle Darstellungsmöglichkeiten für Biofeedback bietet und motorisch behinderten Menschen alternative Eingabemodalitäten für die Verwendung des
Computers zur Verfügung stellt. Die Design-Prämissen für die Entwicklung sind intuitive Konfigurierbarkeit mittels grafischer Benutzeroberfläche, schnelle Signalverarbeitung, ansprechende Aufbereitung der Vitalparameter und Kombinierbarkeit mit bestehenden Lösungen für Umgebungssteuerung und Computerinteraktion.
Die vorliegende Ausarbeitung gibt einen Überblick über die verwendete Technik und
stellt die Hardware- und Softwarekomponenten des Systems dar. Diese Komponenten bauen auf freier Open Hardware und Open Software auf und werden als solche
veröffentlicht. Dadurch bleiben Aufbau und Funktionalität einsehbar, das System
kann von anderen Entwicklern und Entwicklerinnen erweitert und ohne Lizenzgebühren zu geringen Kosten reproduziert oder verändert werden.
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