Tilbake til søkeresultatene

IKTPLUSS-IKT og digital innovasjon

MEDICAL SENSING, LOCALIZATION, AND COMMUNICATION USING ULTRA WIDEBAND TECHNOLOGY II

Tildelt: kr 9,3 mill.

Prosjektet MELODY II, (Medical Sensing, Localization, and Communications using Ultra Wideband Technology) studerte bruk av ultra wideband frekvenser (UWB) til å utvikle ny, trådløs helse teknologi, både for å forbedre nettverkskommunikasjon og utvikling av nye og forbedrede helse applikasjoner. To hovedretninger ble prioritert, kort avstands sensorer og bildeprosessering og karakterisering av trådløse kanaler, samt signalbehandling for kommunikasjon. Utviklede prototyper ble testet i fantomer og i dyre eksperimenter. Forskningen på sensor og avbilding av objekter og vev i menneskekroppen ble foretatt med bruk av elektromagnetiske bølger. Hele mikrobølgespektret ble prøvd ut for å finne den beste balanse mellom høy penetrasjon ved lave frekvenser og det smale fokus ved høyere frekvenser. Sensorrelatert forskning fokuserte på måling av puls, hjerterate og blodtrykk ved bruk av enkle kontinuerlige bølgeradarmetoder, til komplekse bildedanningssystemer. Nyutviklet sensor kommunikasjonsteknologi ble utprøvd i modeller og I detaljerte simulasjonsforsøk. Tre eksperimenter ble utført i dyremodell hvor transceivere og antenner ble testet ved forskjellige dybder og anatomiske lokalisasjoner som abdomen, hjerte, lunger med mer. Dyreforsøkene ble gjennomført etter gjeldende retningslinjer fra Mattilsynet av sertifiserte operatører. De nye metodene utviklet gjennom MELODY er blitt patentert og kommersiell aktivitet planlagt med industriaktører og sykehusets TTO, Inven2. Et av de viktigste resultatene har vært utviklingen av nye metoder til å måle vitale parameter slik som blodtrykk og puls ikke invasivt. For eksempel har vi utviklet en metode til å måle disse parametrene ved hjelp av videoopptak og signalprosessering. En modifikasjon av denne metoden kan sannsynligvis brukes i ikke invasiv diagnose av kreft ved å se på kapillærdensitet. Prosjektet ble ledet av Oslo Universitetssykehus (OUS) i samarbeid med Forsvarets Forskningsinstitutt (FFI) og NTNU i Trondheim. To kommersielle partnere har også deltatt aktivt i prosjektet. Fire internasjonale akademiske partnere har gitt vesentlig verdi til prosjektet. Det fireårige prosjektet fikk den finansielle støtten fra Forskningsrådet til 1 PhD kandidat (3 års støtte), og tre årsverk til postdoktorat stipender og fire gjesteforskere. I tillegg har prosjektet fått 4 årsverk for postdok stillinger fra NTNU, 2 årsverk for PhD ved FFI og 1 årsverk fra OUS i form av egeninnsats. Totale årsverk i prosjektet er 17. Prosjektleder, tre hoved medarbeidere og prosjektkoordinator har fungert som kjernen i styringsgruppen. Alle partnere har gitt prosjektet tilgang til laboratorier for utviklingen av prototyper og testing av disse i modeller, fantomer og dyrelaboratorier. Den vitenskapelige produksjonen inkluderer 29 journalpublikasjoner, 3 bokkapitler, 46 konferansepublikasjoner og 10 abstrakter. (Publikasjonslister er tilgjengelige på http://www.melody-project.info. Prosjektet har i tillegg oppnådd et godkjent patent og i tillegg er en patentsøknad under prosessering. Som ledd i R&D utført innen MELODY har vi utviklet samarbeid med utviklingsavdelingen i det internasjonale firmaet OmniVision Technologies Inc hvor to industri PhD kandidater er blitt rekruttert. En søknad til European Commission basert på MELODY resultater førte til finansiering av et stort såkalt, MARIE Skodowska-CURIE ACTIONS (MSCA-ITN-2015) fra 2015. Prosjektet som kalles Wireless In-Body Environment Communications (WiBEC) blir koordinert av OUS og har 8 partnere fra Norge, Frankrike, Tyskland og Spania. Dette prosjektet har 16 PhD studenter og vil vare i 4 år frem til 2020. Våre PhD og postdoc forskere har gjennomført gjesteforsker besøk på i alt 9 måneder og vi har mottatt 7 gjesteforskere fra våre internasjonale partnere som har arbeidet hos de norske institusjonene i perioder på 1-14 måneder. Prosjektet har også vært med på å organisere symposier i store internasjonale kongresser og vi har også vært i stand til å oppnå stor oppmerksomhet i dags- og uke pressen samt på sosiale medier. http://www.melody-project.info

The project addresses the use of ultra wideband (UWB) technology for improved wireless sensor communication from in-body to on-body devices and short range sensing of vital signs and tissue imaging. In-body channel models proposed in the MELODY I will be revised and improved using physical measurements performed in animal subjects. A simplified transceiver design will be considered for high quality video transmission incorporating the region-of-interest coding to reduce the transmission cost. The region- of-interest will be estimated using reflected visible light from the camera source in the capsule video endoscope, where we anticipate to use a combination of independent component analysis and Green color component from the video stream - "photo-plethys mography". Video frames with region-of-interest will be coded differentially while other frames will not be transmitted or compressed heavily. A low complexity video encoder will be optimized together with decoders incorporating frame interpolation and p ost processing for relevant video material. Based on transmission measurements of the abdominal channel, practical orthogonal transmission schemes will be selected to avoid, or simplify channel equalization while minimizing the transmission energy per bit and keeping the computational cost and power consumption as small as possible. The detection is executed by several cooperating on-body receivers. A simple return channel will be included for power control and parameter selection. Remote sensing for vita l signs and imaging tissues will be performed in combination of multichannel switched antenna array and angular and spatial depths. Imaging radar will use advanced signal processing for measuring specific tissue characteristics using micro Doppler analysi s of a given resolution cell in a sequence of images. Practical validations will be done in phantoms and animal experiments.

Budsjettformål:

IKTPLUSS-IKT og digital innovasjon