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Advisor(s)
Abstract(s)
Vital signs monitoring is a crucial medical application to obtain information about the heath status of a subject. The existing methods existing consist on intrusive and rigid devices, such as the Holter monitors, which are less comfortable for the subject. In order to be able to provide a less intrusive and more comfortable experience for the subject, textile antenna are a suitable solution for this case. Furthermore, textile anten nas can be incorporated in clothes, as they use flexible and light materials. Previous works have been made with textile antennas close to a human body, but mostly radiate in the opposite direction of it.
This dissertation presents a study on textile antennas and the possibility to detect vital signs. The process of the textile antenna design will be explained, including the de signs picked and tested to obtain the final textile antenna capable to be in a vicinity of human body and capture vital signs. As well as how the antenna was optimized close to a human body and the method used. The final design was a patch antenna with slots
with a resonance frequency of 433.93 MHz and with a superstrate to optimize the an tenna performance close to a human body. The antenna was able to obtain vital signs using a method based on the reflection coefficient phase variation as the respiration and heart cycle occurred.
O monitorazação de sinais vitais é uma aplicação médica crucial para obter informações sobre o estado de saúde de um sujeito. Os métodos existentes consistem em métodos intrusivos e em dispositivos rígidos, como os monitores Holter, que são menos confortáveis para o sujeito. Para poder proporcionar uma experiência menos intrusiva e mais confortável para o sujeito, as antenas têxteis são uma solução adequada para este caso. Além disso, as antenas têxteis podem ser incorporadas em peças de roupa, pois utilizam materiais flexíveis e leves. Existem trabalhos anteriormente feitos com antenas têxteis colocadas na proximidade de um corpo humano, no entanto elas irradiam na direção oposta. Esta dissertação apresenta um estudo sobre antenas têxteis e a possibilidade de detectar sinais vitais. O processo do design da antena têxtil será explicado tal como os designs escolhidos e testados para obter a antena têxtil final capaz de estar na proximidade de um corpo humano e captar sinais vitais. Incluindo também a forma de como a antena foi otimizada para ser utilizada perto de um corpo humano e o método utilizado. O design final foi uma antena patch com slots usando uma frequência de ressonância de 433,93 MHz e com um superstrato para otimizar o desempenho da antena perto de um corpo humano. A antena foi capaz de obter sinais vitais, como a respiração, usando o método baseado na variação da fase do coeficiente de reflexão.
O monitorazação de sinais vitais é uma aplicação médica crucial para obter informações sobre o estado de saúde de um sujeito. Os métodos existentes consistem em métodos intrusivos e em dispositivos rígidos, como os monitores Holter, que são menos confortáveis para o sujeito. Para poder proporcionar uma experiência menos intrusiva e mais confortável para o sujeito, as antenas têxteis são uma solução adequada para este caso. Além disso, as antenas têxteis podem ser incorporadas em peças de roupa, pois utilizam materiais flexíveis e leves. Existem trabalhos anteriormente feitos com antenas têxteis colocadas na proximidade de um corpo humano, no entanto elas irradiam na direção oposta. Esta dissertação apresenta um estudo sobre antenas têxteis e a possibilidade de detectar sinais vitais. O processo do design da antena têxtil será explicado tal como os designs escolhidos e testados para obter a antena têxtil final capaz de estar na proximidade de um corpo humano e captar sinais vitais. Incluindo também a forma de como a antena foi otimizada para ser utilizada perto de um corpo humano e o método utilizado. O design final foi uma antena patch com slots usando uma frequência de ressonância de 433,93 MHz e com um superstrato para otimizar o desempenho da antena perto de um corpo humano. A antena foi capaz de obter sinais vitais, como a respiração, usando o método baseado na variação da fase do coeficiente de reflexão.
Description
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações
Keywords
Vital signs monitoring textile antennas respiration heart cycle
Citation
CUNHA, Tiago Alexandre de Oliveira e – Design of textile antennas for cardiopulmonary applications. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. 2023. Dissertação de Mestrado.
Publisher
Instituto Superior de Engenharia de Lisboa