Utvalg: Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Møtested: Vegår, Fylkeshuset Dato: Tid: 12:00. Leder Nestleder Medlem.

Transkript

1 Møteinnkalling Utvalg: Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Møtested: Vegår, Fylkeshuset Dato: Tid: 12:00 Innkallingen er sendt til: Navn Atle Svendal Terje Stalleland Arne Thomassen Irene Henriksen Aune Signe Sollien Haugå Marianne Landaas Linda Jenssen Fra admistrasjonen: John G. Bergh Bent Sørensen Ann Camilla Schulze- Krogh Lisbeth Ramsdal Funksjon Leder Nestleder Medlem Medlem Medlem Medlem Medlem Daglig leder Rådgiver Rådgiver Konsulent Kopi: Vararepresentantene Forfall meldes snarest mulig til Program: Utfordrings- og mulighetsbilde på Agder Hvordan kan Aust-Agder utviklings- og kompetansefond møte denne situasjonen? Innledning til diskusjon ved klyngeleder NCE Node Anne Grete Ellingsen og professor Arne Isaksen UIA/Agderforskning. Spørsmål og diskusjon Ordinært styremøte Side1

2 Saksnr ST 14/1 Innhold GODKJENNING AV PROTOKOLL FRA STYREMØTE 29. NOVEMBER 2013 ST 14/2 OPPFØLGING AV TILDELTE TILSKUDD FEBRUAR 2014 ST 14/3 Avkastning på fondets kapital i 2013 ST 14/4 ST 14/5 ST 14/6 ST 14/7 Cardialarm - sluttutbetaling Søknad fra Lillesand Vekst - nytt prosjekt Nils Cato Glamsland AS - søknad om utsettelse Agderprosjektet - en god start for alle ST 14/8 EVENTUELT TIL 7. FEBRUAR 2014 Side2

3 Dato: Arkivref: /45-320/2014 / 242 Saksframlegg Saksbehandler: Lisbeth Ramsdal Saksnr. Utvalg Møtedato 14/1 Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond GODKJENNING AV PROTOKOLL FRA STYREMØTE 29. NOVEMBER FORSLAG TIL VEDTAK Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: Protokoll fra styremøte 29. november 2013 godkjennes. Vedlegg: PROTOKOLL FRA STYREMØTE 29. NOVEMBER 2013 Side3 1

4 Møteprotokoll Utvalg: Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Møtested: 1615 Vegår, Fylkeshuset Dato: Tid: 11:00 Faste medlemmer som møtte: Navn Funksjon Atle Svendal Leder Terje Stalleland Nestleder Arne Thomassen Medlem Signe Sollien Haugå Medlem Marianne Landaas Medlem Faste medlemmer som ikke møtte: Navn Funksjon Irene Henriksen Aune Medlem Linda Jenssen Medlem Varamedlemmer som møtte: Navn Møtte for Ingrid Skårmo Irene Henriksen Aune Fra administrasjonen møtte: Navn Stilling John G. Bergh Daglig leder Bent Sørensen Rådgiver Ann Camillla Schulze- Rådgiver Krogh Lisbeth Ramsdal Konsulent Før møtet presenterte administrerende direktør Kristin Wallevik fra Agderforskning AS Agderkomp og prosjektsøknadene til Aust-Agder utviklings og kompetansefond. 1 Side4

5 Arendal, Atle Svendal Terje Stalleland Marianne Landaas Styrets leder Arne Thomassen Ingrid Skårmo Linda Jenssen Signe S. Haugå 2 Side5

6 Saksnr Innhold ST 13/50 Godkjenning av protokoll fra styremøte 15. november 2013 ST 13/51 ST 13/52 Kapitalforvaltningsstrategi for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Søknad om fornyelse av tilskudd til Animando AS ST 13/53 Møte - og aktivitetsplan for 2014 ST 13/54 ST 13/55 ST 13/56 ST 13/57 ST 13/58 ST 13/59 ST 13/60 ST 13/61 ST 13/62 ST 13/63 ST 13/64 ST 13/65 Søknader fra Universitetet i Agder - videreføring av tilskudd. Søknad fra Sørlandet sykehus HF - videreføring av tilskudd Søknad fra Agderforskning - videreføring av tilskudd til VRI Agder Søknad fra Arena Helse - Forskning og Innovasjon Søknad fra Flumill AS - Kompetanseutvikling om tidevannsenergi Søknad fra UiA - GRID fremtidens læringsformer Søknad fra Atletica - trening, yrke og helse Søknad fra Setesdal Regionråd - utvikling av et ingeniørstudium innenfor fornybar energi Søknad fra Knutepunkt Sørlandet - Næringsnær barnehage og skole Søknad fra Risør kommune: Masterkurs i design og entreprenørskap Søknader fra Agderforskning - KOR, UAA og Barn som strever Avslag søknader Aust-Agder utviklings- og kompetansefond 2013 ST 13/66 Eventuelt til 29. november Side6

7 ST 13/50 Godkjenning av protokoll fra styremøte 15. november 2013 Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: Protokoll fra styremøte 15. november godkjennes. Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Sekretariatets forslag ble enstemmig vedtatt. ST 13/51 Kapitalforvaltningsstrategi for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: 1. Vedlagte forslag til Kapitalforvaltningsstrategi for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond for 2014 vedtas. 2. Sekretariatet bes legge fram egen sak om kapitalforvaltninga i løpet av våren 2014 Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Styreleder fremmet følgende tilleggsforslag til punkt 1: Avtalen med kapitalforvalterne forlenges. Sekretariatets forslag med styreleders tilleggsforslag ble enstemmig vedtatt. Dermed var følgende vedtatt: 1. Vedlagte forslag til Kapitalforvaltningsstrategi for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond for 2014 vedtas. Avtalene med kapitalforvalterne forlenges ut Sekretariatet bes legge fram egen sak om kapitalforvaltningen i løpet av våren ST 13/52 Søknad om fornyelse av tilskudd til Animando AS Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: 4 Side7

8 1. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond avslår søknad om fornyelse av tilskudd til Animando AS. Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Sekretariatets forslag ble enstemmig vedtatt. ST 13/53 Møte - og aktivitetsplan for 2014 Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: Styret godkjenner fremlagte møte og aktivitetsplan for 2014 Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Styrets leder Atle Svendal foreslo to nye møter i tillegg til foreslått møteplan: 7. februar 2014 og 6. februar Sekretariatets forslag, med de tilleggsforslag som kom fram møtet, ble enstemmig vedtatt. Det legges da opp til følgende møte- og aktivitetsplan for 2014: Møteplan Dato Tidspunkt Møte 7. februar Kl Styremøte 14. mars Kl Styremøte mai Seminar om 13. juni Tidspunkt avklares nærmere i forhold til representantskapet i konsesjonskraftfondet 31. oktober Kl Styremøte 28. november Kl Styremøte 6. februar 2015 Kl februar 2015 Kl Styremøte kapitalforvaltning/styremøte Rådsforsamling ST 13/54 Søknader fra Universitetet i Agder - videreføring av tilskudd. Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: 5 Side8

9 1. Prosjektet SmartRescue Smarttelefoner for umiddelbar samordnet trusselkartlegging og evakueringsplanlegging i akutte krisesituasjoner. a. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond bevilger et tilskudd på kroner for b. Totalrammen for prosjektet er på kroner i Ved avkortning av prosjektets endelige totalkostnader i 2014 i forhold totalrammen blir tilskuddet tilsvarende avkortet. c. Tilsagnet forutsetter at Aust-Agder utviklings- og kompetansefond får tilsendt sluttrapporten for prosjektet d. Tilsagnet er gyldig ut bevillingsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet framgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. 2. Prosjektet Samarbeid om marin forskning og faglig utvikling i Agder. a. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond bevilger et tilskudd på 1 mill. kroner for b. Totalrammen for prosjektet er 8,5 mill. kroner i Ved avkortning av prosjektets endelige totalkostnader i 2014 i forhold totalrammen blir tilskuddet tilsvarende avkortet. c. Tilsagnet forutsetter at Aust-Agder utviklings- og kompetansefond får tilsendt sluttrapporten for prosjektet d. Tilsagnet er gyldig ut bevillingsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet framgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. 3. Prosjektet Stipendiatstilling i innovasjon. a. Det utbetales ikke tilskudd for b. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond er positive til videre tilskudd for 2015 og 2016 gitt at programmet har en tilfredsstillende framdrift. 4. Prosjektet Regionale tilpasninger til nasjonale utfordringer omfang, innhold og organisering av interkommunalt samarbeid om helsetjenester i Agder. a. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond bevilger Senter for omsorgsforskning Sør, Universitetet i Agder, et tilskudd på kroner for I tillegg overføres de kroner som er bevilget i 2013 til b. Tilskuddet er bevilget ut fra et kostnadsoverslag på kr ,- i perioden Ved avkorting av prosjektets endelige totalkostnader for 2014 i forhold til kostnadsoverslaget, blir tilskuddet tilsvarende avkortet. Tilsagnet er gyldig bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. c. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond er positive til videre oppfølging av prosjektet i 2015, 2016 og 2017 under forutsetning av at prosjektet gjennomføres 6 Side9

10 etter den fremdriftsplan og det faglige innhold som er beskrevet i søknaden. d. Tilsagnet er gyldig ut bevillingsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet framgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. 5. Prosjektet Etablering av ehelse testsenter. a. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond bevilger Senter for ehelse og omsorgsteknologi, Universitetet i Agder, et tilskudd på kr ,- til prosjektet Etablering av ehelse testsenter. b. Tilskuddet er bevilget ut fra et kostnadsoverslag på kr ,- i perioden Ved avkorting av prosjektets endelige totalkostnader for 2013 i forhold til kostnadsoverslaget, blir tilskuddet tilsvarende avkortet. Tilsagnet er gyldig bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. c. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond er positive til videre oppfølging av prosjektet i 2015 under forutsetning av at prosjektet gjennomføres etter den fremdriftsplan og det faglige innhold som er beskrevet i søknaden. d. Tilsagnet er gyldig ut bevillingsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet framgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Saken kommer til endelig behandling i styremøte Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Atle Svendal ble erklært inhabil ved behandling av saken. Sekretariatets forslag ble enstemmig vedtatt. ST 13/55 Søknad fra Sørlandet sykehus HF - videreføring av tilskudd Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: 1. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond innvilger et tilskudd på 1,2 mill. kroner 7 Side10

11 til Sørlandet sykehus HF til forskningsaktiviteter knyttet til Sørlandet sykehus HF Arendal. 2. Totalrammen for prosjektet er 6,806 mill. kroner i Ved avkortning av prosjektets endelige totalkostnader i 2014 i forhold totalrammen blir tilskuddet tilsvarende avkortet er det siste år Sørlandet sykehus HF kan påregne støtte til dette prosjektet 4. Tilsagnet er gyldig ut bevillingsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet framgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. 5. Før tilskuddet utbetales må det meldes tilbake hvordan midlene er tenkt disponert til forskningsaktiviteten. Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Saken kommer til endelig behandling i styremøte Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Sekretariatets forslag ble enstemmig vedtatt. ST 13/56 Søknad fra Agderforskning - videreføring av tilskudd til VRI Agder Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: 1. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond bevilger et tilskudd på kroner for 2013 til prosjektet VRI Agder 2. Totalrammen for prosjektet er på 12,3 mill. kroner i Ved avkortning av prosjektets endelige totalkostnader i 2013 i forhold totalrammen blir tilskuddet tilsvarende avkortet. 3. Tilsagnet er gyldig ut bevillingsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet framgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Saken kommer til endelig behandling i styremøte Side11

12 Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Sekretariatets forslag ble enstemmig vedtatt. ST 13/57 Søknad fra Arena Helse - Forskning og Innovasjon Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: 1. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond bevilger nettverksorganisasjonen Arena Helse- Forskning og Innovasjon, et tilskudd på kr ,- i 2014 til prosjektet Mobilisering innovasjon velferdsteknologi. 2. Tilskuddet er bevilget ut fra et kostnadsoverslag på kr ,- i Tilsagnet er gyldig bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. 3. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond er positive til videre oppfølging av prosjektet i 2015 under forutseting av at prosjektet gjennomføres etter den fremdriftsplan og det faglige innhold som er beskrevet i søknaden. Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Saken kommer til endelig behandling i styremøte Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Sekretariatets forslag ble enstemmig vedtatt. 9 Side12

13 ST 13/58 Søknad fra Flumill AS - Kompetanseutvikling om tidevannsenergi Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: 1. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond innvilger et tilskudd på inntil kroner til prosjektet for 2013 og 2014 Kompetanseutvikling om tidevannsenergi gyldighet t.o.m Aust-Agder utviklings- og kompetansefond trekker tilbake tidligere bevilgede tilskudd på inntil kroner for 2012 og tilskudd på inntil kroner til prosjektet for 2013 Kompetanseutvikling om tidevannsenergi. 3. Tilskuddet er bevilget ut fra et kostnadsoverslag for prosjektet på totalt kr kroner. Ved avkorting av prosjektets endelige totalkostnader i forhold til kostnadsoverslaget, blir tilskuddet tilsvarende avkortet. 4. Tilsagnet er gyldig ut bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Saken kommer til endelig behandling i styremøte Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Sekretariatets forslag ble enstemmig vedtatt. ST 13/59 Søknad fra UiA - GRID fremtidens læringsformer Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: 1. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond bevilger UIA v/fakultet for økonomi og samfunnsvitenskap et tilskudd på kr ,- til pilotprosjektet GRID- fremtidens læringsformer. 2. Tilskuddet er bevilget ut fra et kostnadsoverslag på kr ,-. Ved avkorting av prosjektets endelige totalkostnader blir tilskuddet tilsvarende avkortet. Tilsagnet er gyldig bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. 10 Side13

14 Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Saken kommer til endelig behandling i styremøte Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Atle Svendal ble erklært inhabil ved behandling av saken: Styrets nestleder fremmet følgende forslag til nytt pkt 3: Tilsagnet forutsetter at en vurdering av resultat og nytteverdi av prosjektet oversendes Aust- Agder utviklings- og kompetansefond når prosjektet er gjennomført. Tilsagnet forutsetter videre at resultatet publiseres og gjøres aktivt kjent i aktuelle fora i Sør-Norge. Sekretariatets innstilling med nestleders forslag til pkt 3 ble enstemmig vedtatt. Dermed var følgende vedtatt: 1. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond bevilger UIA v/fakultet for økonomi og samfunnsvitenskap et tilskudd på kr ,- til pilotprosjektet GRID- fremtidens læringsformer. 2. Tilskuddet er bevilget ut fra et kostnadsoverslag på kr ,-. Ved avkorting av prosjektets endelige totalkostnader blir tilskuddet tilsvarende avkortet. Tilsagnet er gyldig bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. 3. Tilsagnet forutsetter at en vurdering av resultat og nytteverdi av prosjektet oversendes Aust-Agder utviklings- og kompetansefond når prosjektet er gjennomført. Tilsagnet forutsetter videre at resultatet publiseres og gjøres aktivt kjent i aktuelle fora i Sør-Norge. ST 13/60 Søknad fra Atletica - trening, yrke og helse Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: 11 Side14

15 1. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond bevilger Atletica et tilskudd på kr ,- til prosjektet Trening, yrke og helse. 2. Tilskuddet er bevilget ut i fra et kostnadsoverslag på kr ,-. Ved avkorting av prosjektets endelige totalkostnader blir tilskuddet tilsvarende avkortet. Tilsagnet er gyldig bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Saken kommer til endelig behandling i styremøte Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Styreleder fremmet følgende forslag til nytt pkt 3: Tilsagnet forutsetter at en vurdering av resultat og nytteverdi av prosjektet oversendes Aust- Agder utviklings- og kompetansefond når prosjektet er gjennomført. Tilsagnet forutsetter videre at resultatet publiseres og gjøres aktivt kjent i aktuelle fora i Sør-Norge. Sekretariatets innstilling med styreleders forslag til pkt 3 ble enstemmig vedtatt. Dermed var følgende vedtatt: 1. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond bevilger Atletica et tilskudd på kr ,- til prosjektet Trening, yrke og helse. 2. Tilskuddet er bevilget ut i fra et kostnadsoverslag på kr ,-. Ved avkorting av prosjektets endelige totalkostnader blir tilskuddet tilsvarende avkortet. Tilsagnet er gyldig bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. 3. Tilsagnet forutsetter at en vurdering av resultat og nytteverdi av prosjektet oversendes Aust-Agder utviklings- og kompetansefond når prosjektet er gjennomført. Tilsagnet forutsetter videre at resultatet publiseres og gjøres aktivt kjent i aktuelle fora i Sør-Norge. ST 13/61 Søknad fra Setesdal Regionråd - utvikling av et ingeniørstudium innenfor fornybar energi Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: 12 Side15

16 1. Aust- Agder utviklings- og kompetansefond bevilger Setesdal regionråd et tilskudd på kr ,- til utvikling av et ingeniørstudie innenfor fornybar energi i Tilskuddet er bevilget ut i fra et kostnadsoverslag på kr i perioden 2014/2015. Ved avkorting av prosjektets endelige totalkostnader blir tilskuddet tilsvarende avkortet. Tilsagnet er gyldig bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. 3. Bevilgningen forutsetter et samarbeid med regionalt næringsliv som forplikter seg til å bidra i utvikling og gjennomføring av et slikt studium. 4. Bevilgningen forutsetter at finansieringsplanen fremsatt i søknaden oppfylles. Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Saken kommer til endelig behandling i styremøte Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Signe Sollien Haugå ble erklært inhabil ved behandling av saken. Styreleder fremmet følgende forslag til nytt pkt 5: Tilsagnet forutsetter at en vurdering av resultat og nytteverdi av prosjektet oversendes Aust- Agder utviklings- og kompetansefond når prosjektet er gjennomført. Tilsagnet forutsetter videre at resultatet publiseres og gjøres aktivt kjent i aktuelle fora i Sør-Norge. Sekretariatets innstilling med styreleders forslag til pkt 5 ble enstemmig vedtatt. Dermed var følgende vedtatt: 1. Aust- Agder utviklings- og kompetansefond bevilger Setesdal regionråd et tilskudd på kr ,- til utvikling av et ingeniørstudie innenfor fornybar energi i Tilskuddet er bevilget ut i fra et kostnadsoverslag på kr i perioden 2014/2015. Ved avkorting av prosjektets endelige totalkostnader blir tilskuddet tilsvarende avkortet. Tilsagnet er gyldig bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. 3. Bevilgningen forutsetter et samarbeid med regionalt næringsliv som forplikter seg til å bidra i utvikling og gjennomføring av et slikt studium. 4. Bevilgningen forutsetter at finansieringsplanen fremsatt i søknaden oppfylles. 5. Tilsagnet forutsetter at en vurdering av resultat og nytteverdi av prosjektet oversendes Aust-Agder utviklings- og kompetansefond når prosjektet er gjennomført. 13 Side16

17 Tilsagnet forutsetter videre at resultatet publiseres og gjøres aktivt kjent i aktuelle fora i Sør-Norge. ST 13/62 Søknad fra Knutepunkt Sørlandet - Næringsnær barnehage og skole Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: 1. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond bevilger Knutepunkt Sørlandet et tilskudd på kr ,- til prosjektet Næringsnærbarnehage og skole i Tilskuddet er bevilget ut fra et kostnadsoverslag på kr i perioden Ved avkorting av prosjektets endelige totalkostnader blir tilskuddet tilsvarende avkortet. Tilsagnet er gyldig bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. 3. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond er positive til videre oppfølging av prosjektet i 2015, 2016 under forutsetning av prosjektet gjennomføres etter den fremdriftsplan og det faglige innhold som er beskrevet i søknaden. Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Saken kommer til endelig behandling i styremøte Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Arne Thomassen ble erklært inhabil ved behandling av saken. Styreleder fremmet følgende forslag til nytt pkt 4: Tilsagnet forutsetter at en vurdering av resultat og nytteverdi av prosjektet oversendes Aust- Agder utviklings- og kompetansefond når prosjektet er gjennomført. Tilsagnet forutsetter videre at resultatet publiseres og gjøres aktivt kjent i aktuelle fora i Sør-Norge. Sekretariatets innstilling med styreleders forslag til pkt 4 ble enstemmig vedtatt. Dermed var følgende vedtatt: 1. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond bevilger Knutepunkt Sørlandet et tilskudd på kr ,- til prosjektet Næringsnærbarnehage og skole i Tilskuddet er bevilget ut fra et kostnadsoverslag på kr i perioden Ved avkorting av prosjektets endelige totalkostnader blir tilskuddet tilsvarende 14 Side17

18 avkortet. Tilsagnet er gyldig bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. 3. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond er positive til videre oppfølging av prosjektet i 2015, 2016 under forutsetning av prosjektet gjennomføres etter den fremdriftsplan og det faglige innhold som er beskrevet i søknaden. En videre oppfølging fra AAUKF sin side forutsetter også finansiering fra Sørlandets kompetansefond. 4. Tilsagnet forutsetter at en vurdering av resultat og nytteverdi av prosjektet oversendes Aust-Agder utviklings- og kompetansefond når prosjektet er gjennomført. Tilsagnet forutsetter videre at resultatet publiseres og gjøres aktivt kjent i aktuelle fora i Sør-Norge.. ST 13/63 Søknad fra Risør kommune: Masterkurs i design og entreprenørskap Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: 1. Aust- Agder utviklings- og kompetansefond bevilger Risør kommune et tilskudd på kr ,- til prosjektet Masterkurs i design og entreprenørskap. 2. Tilskuddet er bevilget ut i fra et kostnadsoverslag på kr. 2.6 mill. i perioden Ved avkorting av prosjektets endelige totalkostnader blir tilskuddet tilsvarende avkortet. Tilsagnet er gyldig bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. 3. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond er positive til videre oppfølging av prosjektet i 2015, 2016 under forutsetning av at prosjektet gjennomføres etter den fremdriftsplan og faglig innhold som er beskrevet i søknaden. Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Saken kommer til endelig behandling i styremøte Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Styret utformet et omforent alternativt forslag: 1. Aust- Agder utviklings- og kompetansefond bevilger Risør kommune et tilskudd på kr ,- til forprosjektet Masterkurs i design og entreprenørskap. 15 Side18

19 2. Tilskuddet er bevilget ut i fra et kostnadsoverslag på kr. 1.4 mill. Ved avkorting av prosjektets endelige totalkostnader blir tilskuddet tilsvarende avkortet. Tilsagnet er gyldig bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. 3. Tilsagnet forutsetter at en vurdering av resultat og nytteverdi av prosjektet oversendes Aust-Agder utviklings- og kompetansefond når prosjektet er gjennomført. Tilsagnet forutsetter videre at resultatet publiseres og gjøres aktivt kjent i aktuelle fora i Sør-Norge. 4. En videre oppfølging fra AAUKF vil bli vurdert med utgangspunkt i rapporten fra forprosjektet. Styrets omforente forslag ble enstemmig vedtatt. ST 13/64 Søknader fra Agderforskning - KOR, UAA og Barn som strever Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: 1. Kompetanse og Rekruttering a. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond bevilger Agderforskning et tilskudd på kr ,- til prosjektet Kompetanse og Rekruttering (KoR). b. Tilskuddet er bevilget ut fra et kostnadsoverslag på kr ,-. Ved avkorting av prosjektets endelige totalkostnader blir tilskuddet tilsvarende avkortet. Tilsagnet er gyldig bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. c. Budsjett og finansieringsplan forutsetter bevilgning fra både Aust-Agder utviklings- og kompetansefond og Sørlandet kompetansefond. Dersom Sørlandet kompetansefond skulle falle ned på en annen beslutning må søknaden vurderes på nytt i forhold til om prosjektet kun skal igangsettes med tilskudd fra Aust-Agder utviklings- og kompetansefond. 2. Ung i Aust-Agder a. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond bevilger Agderforskning et tilskudd på kr ,- til prosjektet Ung i Aust-Agder (UAA). b. Tilskuddet er bevilget ut fra et kostnadsoverslag på kr ,-. Ved avkorting av prosjektets endelige totalkostnader blir tilskuddet tilsvarende avkortet. Tilsagnet er gyldig bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. c. Budsjett og finansieringsplan forutsetter bevilgning fra både Aust-Agder utviklings- og kompetansefond og Sørlandet kompetansefond. Dersom Sørlandet kompetansefond skulle falle ned på en annen beslutning må søknaden vurderes på nytt i forhold til om prosjektet kun skal igangsettes med tilskudd fra Aust-Agder utviklings- og kompetansefond. 3. Barn som strever Aust-Agder utviklings- og kompetansefond avslår søknad om bevilgning til prosjektet Barn som strever. Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Saken kommer til endelig behandling i styremøte Side19

20 Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Styret utformet et omforent alternativt forslag: 1. Kompetanse og Rekruttering a. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond bevilger Agderforskning et tilskudd på kr ,- til prosjektet Kompetanse og Rekruttering (KoR). b. Tilskuddet er bevilget ut fra et kostnadsoverslag på kr ,-. Ved avkorting av prosjektets endelige totalkostnader blir tilskuddet tilsvarende avkortet. Tilsagnet er gyldig bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. c. Budsjett og finansieringsplan forutsettes oppfylt i samsvar med søknader. Dersom denne ikke blir oppfylt må søknaden vurderes på nytt. d. Tilsagnet forutsetter at en vurdering av resultat og nytteverdi av prosjektet oversendes Aust-Agder utviklings- og kompetansefond når prosjektet er gjennomført. Tilsagnet forutsetter videre at resultatet publiseres og gjøres aktivt kjent i aktuelle fora i Sør-Norge. 2. Ung i Aust-Agder a. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond bevilger Agderforskning et tilskudd på kr ,- til prosjektet Ung i Aust-Agder (UAA). b. Tilskuddet er bevilget ut fra et kostnadsoverslag på kr ,-. Ved avkorting av prosjektets endelige totalkostnader blir tilskuddet tilsvarende avkortet. Tilsagnet er gyldig bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. c. Budsjett og finansieringsplan forutsettes oppfylt i samsvar med søknader. Dersom denne ikke blir oppfylt må søknaden vurderes på nytt. d. Tilsagnet forutsetter at en vurdering av resultat og nytteverdi av prosjektet oversendes Aust-Agder utviklings- og kompetansefond når prosjektet er gjennomført. Tilsagnet forutsetter videre at resultatet publiseres og gjøres aktivt kjent i aktuelle fora i Sør-Norge. 3. Barn som strever a. Aust-Agder utviklings- og kompetansefond bevilger Agderforskning et tilskudd på kr ,- til prosjektet Barn som strever (UAA). b. Tilskuddet er bevilget ut fra et kostnadsoverslag på kr ,-. Ved avkorting av prosjektets endelige totalkostnader blir tilskuddet tilsvarende avkortet. Tilsagnet er gyldig bevilgningsåret pluss to år. Nærmere vilkår for tilsagnet fremgår av utbetalingsvilkår i tilsagnsbrevet. c. Budsjett og finansieringsplan forutsettes oppfylt i samsvar med søknader. Dersom denne ikke blir oppfylt må søknaden vurderes på nytt. d. Tilsagnet forutsetter at en vurdering av resultat og nytteverdi av prosjektet oversendes Aust-Agder utviklings- og kompetansefond når prosjektet er gjennomført. Tilsagnet forutsetter videre at resultatet publiseres og gjøres aktivt kjent i aktuelle fora i Sør-Norge. Styrets omforente forslag ble enstemmig vedtatt. 17 Side20

21 ST 13/65 Avslag søknader Aust-Agder utviklings- og kompetansefond 2013 Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: 1. Styrking av innovasjonsmiljøet på Sørlandet og bedre tilgangen til tidligkapital, søknad fra Coventure, avslås. 2. Elektronikk prototypelab tilgjengelig for studenter og elever i videregående skole, søknad fra Lockless AS, avslås. 3. Forprosjekt nærnode, søknad fra Noatun Barnehage og NærNode AS, avslås. 4. PDA Pedagogical utility and usability of digital assessments, søknad fra UiA, avslås. 5. Tiltak for å øke kvinners politiske deltakelse og makt. En videreføring av forprosjektet kvinner og politikk, søknad fra Agderforskning, avslås. 6. Bioforsk Living lab Sør,søknad fra Biforsk Øst Landvik, avslås. 7. EHelse Home Gateway, søknad fra Lockless AS, avslås. 8. Kompetanseprosjekt Passivbygg, søknad fra Teknova AS, avslås. 9. Kompetanseløft for eldre, søknad fra Folkeuniversitetet Sørlandet, avslås 10. Historier til å lære av, søknad fra ROM-Agder i samarbeid med Mental Helse og NAV Birkenes og Lillesand, avslås. 11. Stine Sofie Senteret fase 2, søknad fra Stine Sofies Stiftelse, avslås. 12. Sørlandets Sjøfartsmuseum, søknad fra Grimstad By s museer, avslås. Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Saken kommer til endelig behandling i styremøte Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Ved behandling av pkt. 4 ble Atle Svendal erklært inhabil. Ved behandling av pkt. 10 ble Ingrid Skårmo erklært inhabil. Ved punktvis avstemning ble sekretariatets forslag til vedtak enstemmig vedtatt. 18 Side21

22 ST 13/66 Eventuelt til 29. november 2013 Behandling i Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Administrasjonen ga en nærmere orientering om Agderprosjektet. Styret er positive til en videre oppfølging av prosjektet og ber sekretariatet arbeide videre med det. Administrasjonen kan om nødvendig bruke noen midler til oppfølging av Agderprosjektet. 19 Side22

23 Dato: Arkivref: /45-321/2014 / 242 Saksframlegg Saksbehandler: Lisbeth Ramsdal Saksnr. Utvalg Møtedato 14/2 Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond OPPFØLGING AV TILDELTE TILSKUDD FEBRUAR FORSLAG TIL VEDTAK Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: Styret tar sak om oppfølging av tildelte tilskudd til etterretning. Side23 1

24 2. BAKGRUNN FOR SAKEN I henhold til rutine for håndtering av tildelte tilskudd, skal det ved hvert styremøte informeres om status angående delutbetalinger og sluttutbetalinger i de ulike prosjektene. 3. TILSAGN GITT I 2011 Sluttutbetaling er foretatt til prosjektet Avdelingsvise forskningsgrupper og mottaker Sørlandets Sykehus HF med kr Tilsagn nr. 2011/08. Sluttutbetaling er foretatt til prosjektet Polycon NG og mottaker Axnes Aviation AS med kr Tilsagn nr. 2011/09. Sluttutbetaling til prosjektet Evjeklinikken Forskningsstudie Sykelig Fedme og mottaker Evjeklinikken med kr Tilsagn nr. 2011/04. Sluttutbetaling til prosjektet SmartRescue og mottaker UIA med kr Tilsagn nr. 2011/ TILSAGN GITT I 2012 Delutbetaling til prosjektet Evaluering av Evjemodellen langtidsstudien og mottaker Evjeklinikken med kr Tilsagn nr. 2012/37 5. TILSAGN GITT I 2013 Ingen utbetalinger siden forrige styremøte på tilsagn gitt i Vedlegg: Tilsagn og utbetalinger AAUFK 2011 og 2012 Side24

25 Side25

26 Side26

27 Dato: Arkivref: / /2014 / 242 Saksframlegg Saksbehandler: Bent Sørensen Saksnr. Utvalg Møtedato 14/3 Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond AVKASTNING PÅ FONDETS KAPITAL I FORSLAG TIL VEDTAK Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: Styret tar saken til etterretning. Side27 1

28 2. BAKGRUNN FOR SAKEN Ved inngangen til 2013 hadde kompetansefondet en markedsverdi på 346,9 mill. kroner. Denne var fordelt med 42,9 mill. kroner i utenlandske aksjer, 24,8 mill. kroner i norske aksjer, 175,2 mill. kroner i norske obligasjoner, 71,4 mill. kroner i utenlandske obligasjoner, 31,2 mill. kroner i eiendom og 1,3 mill. kroner i bank. Ved utgangen av 2013 hadde kompetansefondet en markedsverdi på 373,9 mill. kroner. Denne var fordelt med 70,5 mill. kroner i utenlandske aksjer, 32,5 mill. kroner i norske aksjer, 164,1 mill. kroner i norske obligasjoner, 74,6 mill. kroner i utenlandske obligasjoner, 31,9 mill. kroner i eiendom og 0,3 mill. kroner i bank. Når det gjelder fordeling på aktivaklasser ved utgangen av 2013 har utenlandske aksjer en andel på 18,9 %, norske aksjer en andel på 8,7 %, norske obligasjoner en andel på 43,9 %, utenlandske obligasjoner en andel på 20,0 %, eiendom en andel på 8,5 % og driftskontoen en andel på 0,1 %. I kapitalforvaltningsstrategien for 2013 hadde en følgende fordeling på aktivaklasser: utenlandske aksjer 17 %, norske aksjer 8 %, norske obligasjoner 44 %, utenlandske obligasjoner 20 %, eiendom 10 % og driftskonto 1 %. Vedlagt følger 3 tabeller fra rapporteringssystemet til Gabler Wassum AS som danner grunnlag for drøftingen i saken. 3. NÆRMERE OM AVKASTNINGEN PER Den første tabellen porteføljeoversikt siste måned, viser markedsverdien på totalporteføljen fordelt på aktivaklasser for desember måned. Videre vises aktivasammensetningen og avkastningen og utviklingen i referanseindeksene, også det fordelt på aktivaklasser. Som det går frem av tabellen har verdien blitt økt med 0,2 mill. kroner i desember måned. Den fordeler seg med en økning på 0,5 mill. kroner i utenlandske aksjer og ingen endring for norske aksjer. Norske obligasjoner har en reduksjon på 0,4 mill. kroner og utenlandske obligasjoner en reduksjon på 0,3 mill. kroner. For eiendomsfondet er det en verdiøkning på 0,4 mill. kroner. Samlet er det en avkastning i desember på 0,1 %. Referanseindeksen viser en vekst på 0,5 %. Dette gir en mindreavkastning på 0,4 %. For utenlandske aksjer er det en vekst på 0,7 %. Referanseindeksen viser en vekst på 2,2 % slik at det blir en mindreavkastning på 1,4 % (avrunding). Side28

29 For norske aksjer er avkastningen på 0,0 %. Referanseindeksen har en vekst på 1,1 %. Dette gir en mindreavkastning på 1,1 %. Norske obligasjoner har en reduksjon på 0,2 %. Referanseindeksen viser en vekst på 0,0 %. Det gir en mindreavkastning på 0,2 %. Utenlandske obligasjoner har en reduksjon på 0,4 %. Referanseindeksen reduseres med 0,4 %. Det gir en avkastning som indeks. For eiendom er det en avkastning på 1,3 %. Her har referanseindeksen samme utvikling. Den andre tabellen porteføljeoversikt hittil i år viser markedsverdien på totalporteføljen fordelt på aktivaklasser for Videre vises aktivasammensetningen og avkastningen og utviklingen i referanseindeksene, også det fordelt på aktivaklasser. Som det går frem av tabellen har markedsverdien økt med 27,0 mill. kroner i 2013, fordelt på 32,3 mill. kroner avkastning og -5,3 mill. kroner i utbetalinger/salg. Avkastningen på 32,3 mill. kroner fordeler seg med en økning på 17,4 mill. kroner i utenlandske aksjer og en økning på 5,7 mill. kroner i norske aksjer. Norske obligasjoner har en vekst på 7,0 mill. kroner og utenlandske obligasjoner har en vekst på 0,2 mill. kroner. Eiendom viser en avkastning på 1,9 mill. kroner. Bankkonto har en avkastning på 0,1 mill kroner. Samlet er det en avkastning for 2013 på 9,4 %. Referanseindeksen viser en vekst på 7,9 %. Dette gir en meravkastning på 1,4 %. For utenlandske aksjer er det en vekst på 30,9 %. Referanseindeksen viser en økning på 31,3 %. Det gir en mindreavkastning på 0,4 %. For norske aksjer er det en økning på 22,2 %. Referanseindeksen viser en vekst på 23,6 %. Dette gir en mindreavkastning på 1,4 %. Norske obligasjoner har en avkastning på 4,5 %. Referanseindeksen viser en vekst på 0,9 %. Dette gir en meravkastning på 3,6 %. Utenlandske obligasjoner har en avkastning på 0,3 %. Referanseindeksen har en vekst på 0,9 %. Det gir en mindreavkastning på 0,6 %. For eiendom er det en avkastning på 6,1 %. Det er per definisjon samme vekst i referanseindeksen. Den tredje tabellen Porteføljeoversikt i prosent viser utviklingen i totalporteføljen siden oppstart av forvaltningen i mai 2004 og frem til og med desember Her vises bl.a. gjennomsnittlig årlig avkastning for porteføljen og referanseindeksene. Som en ser av tabellen har fondet når en ser hele perioden med aktiv forvaltning under ett en årlig avkastning på 6,2 % og en gjennomsnittlig årlig meravkastning på 1,0 %. 4. KONKLUSJON Samlet er det en avkastning i 2013 på 9,4 % og en meravkastning på 1,4 %. Dette må karakteriseres som et meget godt resultat. Side29

30 Norske aksjer og utenlandske aksjer har steget betydelig. Begge aktivaklassene kommer ut med mindreavkastning. For utenlandske aksjer er dette ventet da dette er en fond som skal variere mindre enn markedet. Når det gjelder Norske aksjer hadde en forventet en avkastning minst på nivå med indeks. Resultatet for norske obligasjoner må sies å være meget bra som har en meravkastning på 3,9 %. Globale obligasjoner har en liten mindreavkastning mens det i 2012 hadde en meravkastning på 1,2 %. Eiendom har en avkastning lik indeksen. En avkastning på 32,3 mill. kroner er som nevnt et meget godt resultat. Et anslag på kostnader i 2013 på størrelsesorden 0,8 mill kroner gir et anslag på overskudd på 31,5 mill. kroner. Med en KPI på 2,1 % må det avsettes 6,0 mill. kroner til tilleggskapital. Det gir 25,5 mill. kroner til utdeling og oppbygging av bufferkapital. Vedlegg: Avkastning 2013 Side30

31 Side31

32 Side32

33 Side33

34 Dato: Arkivref: / /2014 / 242 Saksframlegg Saksbehandler: Ann Camilla Schulze-Krogh Saksnr. Utvalg Møtedato 14/4 Styret for Aust-Agder utviklings- og kompetansefond Cardialarm - sluttutbetaling 1. FORSLAG TIL VEDTAK Sekretariatet fremmer slikt forslag til vedtak: 1. Styret tar sluttrapporten fra Cardialarm til etterretning. 2. Tilskuddet på kr utbetales uten avkorting. Side34 1

35 2. BAKGRUNN FOR SAKEN Cardialarm har fra høsten 2011 til nyttår 2013 gjennomført et prosjekt som hadde som hovedmål å demonstrere at flere Cardialarm-sensorer fungerer som en del av en komplett løsning hele veien fra sensorer, trådløs overføring, prosessering i mellomvare og videre til visualisering i brukergrensesnitt. Dette målet er oppnådd og i tillegg er det gjennomført aktiviteter som har bidratt til at en rekke delmål i prosjektet er oppnådd. Videreføringer er allerede igangsatt gjennom et nytt SkatteFunn prosjekt og det planlegges en klinisk studie, samt utvikling av løsning for bruk etter inngrep via arterien i lysken. Se sluttrapport vedlagt. 3. VURDERING Cardialarm er godt fornøyd med hva de har fått til med svært begrensede midler, og tilskuddet fra kompetansefondet har vært avgjørende for prosjektet. Et tilskudd pålydene kr ,- ble tildelt ut fra et kostnadsoversalg på kr 1 mill. Kostnadene i prosjektet avviker imidlertid noe fra det opprinnelige budsjettet. Se tabell. Avvikene skyldes at det er blitt brukt mindre på innkjøp av FoU. Bakgrunnen for dette er at de har benyttet seg av ubetalt arbeid gjennom studenter og faglig veiledning som viste seg å være tilstrekkelig for å oppnå målene i prosjektet. Et av vilkårene for tilsagn fra Aust-Agder utviklings- og kompetansefond er at dersom totalkostnadene avviker fra opprinnelig budsjett vil tilsagnet bli tilsvarende avkortet. Ut i fra en helhetsvurdering og prosjektets egen vurdering av oppnådd resultat, anbefales det imidlertid at tilskuddet pålydene kr ,- utbetales uten avkorting. 3. KONKLUSJON Sekretariatet vil anbefale at man tar sluttrapporten til etterretning og at tilskuddet på kr utbetales uten avkorting selv om kostnadsnivået ble lavere enn forutsatt. Side35

36 Vedlegg: Cardialarm_FINAL_Synopsis_14May og 26Jun 2013 Hovedoppgave versjon (ferdig) Revisorerklæring AAUKF Sluttrapport signert Sluttutbetaling Side36

37 Side37

38 Side38

39 Side39

40 Side40

41 Høgskolen Akershus i Oslo og OPPGAVENR. M1306 HOVEDPROSJE KTELEKTRO TILGJENGELIGHET Lukket.Kunfor forfattere, veileder,oppdragsgiverog sensor OPPGAVENSTITTEL Pletysmografibaserthematomdetektor DATO ANTALL SIDER/ BILAG 70/ CD FORFATTER HeidiDebreczenyWilkinson,KrisitanHiorth og AkselBonneØyri VEILEDER PeymanMirtaheri UTFØRTI SAMARBEID MED CardialarmASog CoventureAS KONTAKTPERSON CarstenSandholdtog Asle Pedersen SAMMENDRAG Denneoppgavenutforsker en metodefor å detektereblødningi underarmenetter hjerteangiografi.metoden gårut på å detekterevolumendringi håndleddettil pasientenvedå måleimpedanseendringer i vevet.cardialarmhaddealleredeen eksisterendeløsningder volumendringerble målt mekaniskoverhåndleddetpå pasienten,men ønsketen forbedret og alternativløsning. 3 STIKKORD Bioimpedansep letysmografi Hematomdetektor Elektrodeutvikling Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 1 av 70 Side41

42 Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 2 av 70 Side42

43 Forord Målsetningen med denne rapporten er å fremlegge vårt arbeid gjennom hovedprosjektet på en oversiktlig og strukturert måte. Vi har igjennom hele prosjektperioden samarbeidet om vitale problemstillinger og oppgaver. Samarbeidet under prosjektet har fungert godt og vi har løst problemer og utfordringer, som har oppstått underveis på en konstruktiv måte. Vi håper at denne rapporten kan brukes som verktøy for videreutvikling av Cardialarm sin sensor. Vi vil gjerne benytte anledningen til å takke Peyman Mirtaheri og Veslemøy Tyssø ved Høyskolen i Oslo og Akershus for teknisk og faglig bistand, Jan Skomakerstuen ved Kunsthøyskolen i Oslo og Knut Orud for hjelp med trykking av elektroder, Carsten Sandholdt ved Cardialarm AS og Asle Pedersen ved Coventure AS. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 3 av 70 Side43

44 Innholdsfortegnelse Forord... 3 Innholdsfortegnelse... 4 Sammendrag... 6 Innledning... 6 Problemstilling... 8 Mål... 8 Teori... 8 Hjertekateterisering... 8 Impedansepletysmografi Elektroder og overgangen til elektrolytt og hud Elektrodepolarisasjonsimpedans Metode Utstyrsliste Lock-In forsterker SR LabVIEW Elektrodene Elektrodeproduksjon Bøyetest metode Bøyetest resultater Trykte elektroder Broderte elektroder Silver RipStop tekstil EPI testoppsett Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 4 av 70 Side44

45 EPI-målekrets Testmodeller LabVIEW Testing Resultater for Silver Rip Stop Resultater for trykte elektroder Resultater for håndsydde elektroder Pletysmografiske forsøk Elektrodekonfigurasjon Fire-elektroders målektrets Testing Resultater Feilkilder Konklusjon Videre arbeid Referanseliste Referanseliste bilder Vedlegg Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 5 av 70 Side45

46 Sammendrag Denne oppgaven utforsker en metode for å oppdage skjult blødning i underarmen etter hjerteangiografi. Metoden går ut på å detektere volumendring i håndleddet til pasienten ved å måle impedanseendringer i vevet. Cardialarm har allerede en eksisterende løsning der volumendringer blir målt mekanisk over håndleddet på pasienten, men ønsker en forbedret og alternativ løsning. Innledning Angiografisk undersøkelse av hjertet foretas ved hjelp av perkutan coronar intervensjon (PCI). Overvåkning av blødningsrisiko etter hjerteangiografi via arteria radialis underarmen gjøres i dag ved at man observerer om pasienten får komplikasjoner i form av hematom ved innstikkstedet. Hematom er blodoppfyling i et vev utenom blodårene. Det er en viss risiko for at blødningskomplikasjoner kan oppstå, noe som gjør at pasienten må undersøkes ganger over en 4-6 timers periode. Blødninger oppstår sjelden, men de kan oppstå når som helst og kan i noen tilfeller føre til uønskede og alvorlige komplikasjoner. Årlig utføres det over 8 millioner hjerteundersøkelser på verdensbasis, i Norden nærmere undersøkelser og i Norge over undersøkelser. Carsten Sandholdt er intensivsykepleier og erfarte at det var ressurskrevende å følge opp observasjon av pasienter etter hjerteangiografi. Sandholdt oppdaget også flere ganger at disse rutinene tidvis ikke alltid ble fulgt opp. Noe av grunnen til dette er at ressurser er utilstrekkelige på grunn av underbemanning, at komplikasjoner er sjeldne og at kontrollen skal utføres så ofte i begynnelsen. Sandholdt stiftet firmaet Cardialarm AS, og utviklet sammen med forskningsrådet FORNY, Coventure AS og SSHF et armbåndsapparat som kunne måle volumendringer over armen som uttrykk for utvikling av hematom etter PCI. Apparatet sender informasjon om volumendringer via en WiFi enhet til en PC, som kobler sammen informasjonen i programmet Imatis Visi. Imatis Visi er et informasjonsbehandlingsprogram som blir brukt ved samtlige sykehus i Danmark, og ved flere sykehus i Norge. Cardialarm tok kontakt med Høyskolen i Oslo og Akershus angående mulighetene for samarbeid om et hovedprosjekt. Løsningen som Cardialarm allerede hadde utviklet var noe for stor, kronglete og klumpete. Utformingen gjorde at den kunne være til besvær for pasienten. Oppdragsgiver ønsket seg en løsning basert på smarte tekstiler. I løpet av høsten og vinteren 2012 hadde gruppen vår et prosjekt om samme tema, som vi brukte som et forprosjekt til hovedoppgaven. Vi fikk laget en fungerende prototype på en strekksensor, som pasienter kan ha rundt håndleddet som et armbånd. Vi så også på mulighetene for videre utvikling av en sensor basert på bioimpedansepletysmografi, som denne oppgaven omhandler. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 6 av 70 Side46

47 Cardialarms sensor Cardialarm har utviklet en sensor som overvåker blødningsrisiko hos en pasient etter hjerteangiografi (PCI) med innstikk i arteria radialis. Sensoren måler volumendring i håndleddet og sender informasjonen trådløst via WiFi til sykehusets datasystem, slik at overvåkningen av pasientene blir mindre tidkrevende og bedre dokumentert. Sensoren er en 3D printet prototype, som består av et armbånd som plasseres rundt håndleddet til pasienten. Ved hematom i håndleddet vil armbåndet strekke seg. Strekket fører til at en magnet føres igjennom en spole inne i armbåndet. Det oppstår da en endring i den elektriske spenningen og data sendes trådløst fra en WiFi-modul til Imatis Visi systemet, som distribuerer informasjonen videre til helsepersonell. Oppstår det et hematom vil helsepersonell bli varslet i form av en alarm. Ulempene med denne sensoren var at den er stor og klumpete, og noe kronglete i bruk. Størrelsen og utformingen gjorde at den kunne være til besvær for pasienten. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 7 av 70 Side47

48 Problemstilling Oppgaven vår går ut på å utvikle en ny fungerende prototype til en sensor basert på smarte tekstiler, for å detektere hematom som kan oppstå etter PCI med innstikk i arteria radialis. Prototypen vår skal være et armbånd med innsydde elektroder, som skal plasseres rundt håndleddet til pasienten etter inngrepet. Ved hjelp av den bioimpedansepletysmografiske sensoren skal små volumendringer som oppstår ved et hematom raskt kunne detekteres. Mål Målet med dette hovedprosjektet er å utrede mulighetene for å utvikle en sensor basert på bioimpedansepletysmografi som kan oppdage at hematom oppstår i underarmen. Sensoren skal kunne detektere hematom som oppstår i armen på pasienter etter PCI med innstikk i arteria radialis og målesystemet skal kommunisere dette videre via dedikert programvare til helsepersonell, effektivisere observasjon etter prosedyren og føre til en kvalitativ forbedring av pasientresultat. Vi skal også utvikle og karakterisere elektroder, og gå i dybden på pletysmografi og teknologien som ligger bak sensoren samt de forskjellige komponentene og materialene den består av. Resultatene og prosessen for å oppnå disse målene, skal presenteres i en rapport og en poster som skal henge på HiOA. Teori I dette kapittelet vil vi diskutere teorien som danner grunnlaget for metoden og gjennomføringen av prosjektet vårt. Vi starter med å fortelle litt om PCI/hjerteangiografi, før vi går videre med å fortelle om impedansepletysmografi, overgangen mellom elektrode og hud, før vi avslutter kapittelet med elektrodepolarisasjons-impedanse. Hjertekateterisering Hjertekateterisering er et minimal invasivt inngrep i kroppen for å undersøke hjertet og dets funksjon ved hjelp av hjerteangiografi. Hjertekateterisering utføres ved at man fører inn et kateter i arteria radialis i underarmen like ovenfor håndleddet, eller i arteria femoralis i lysken i akutte tilfeller, og derfra videre opp og inn til hjertet. Måten dette gjøres på er med et guide-wirestyrt kateter, kontrastvæske som sprøytes inn i kateteret og fluroskopi. Man skiller mellom hjertekateterisering og koronarangiografi. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 8 av 70 Side48

49 Figur 1 Hjerteangiografi Hensikten med hjertekateterisering er å undersøke hjertet, hjerteklaffene, hjertekamrene, arteriene og venene som leder inn og ut av selve hjertet. Ved såkalt venstresidig hjertekateterisering føres kateteret inn til hjertet på lik måte som ved koronarangiografi, for å måle for eksempel hjertets pumpeevne [1]. Koronarangiografi er en metode for å fremstille innsnevringer eller fortetninger i koronararteriene som følge av stenoser, ateroskleroser eller okklusjoner. Om noen av disse tilfellene foreligger, utfører man som regel et intervensjonsradiologisk inngrep kalt koronar angioplastikk, eller perkutan koronar intervensjon (PCI) [1]. Perkutan koronar intervensjon innebærer at åren utblokkes med en ballong som inflateres gjentatte ganger med lufttrykk til normal blodgjennomstrømning gjenoppstår. I noen tilfeller setter man også inn en stent i blodåren for å forhindre at de klapper sammen. Overflatene til disse stentene er som oftest behandlet med stoffet sirolimus for å hindre såkalt restenose [2]. Hjerteangiografi tar som regel fra 30minutter til 1 time [3]. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 9 av 70 Side49

50 Etter at hjerteangiografi via arteria radialis er gjennomført, er det viktig at pasienten ligger i ro i minst 1 time etter inngrepet. Etter den første timen kan pasienten mobiliseres med forsiktig bevegelse, men med hånden i fatle. Ca. 4-5 timer etter inngrep kan fatle og kompress fjernes, men det anbefales at pasienten går med fatle et par timer til. Pasienten må være til observasjon i en time etter at kompressen er fjernet [4]. Det er meget viktig at kompressen og stikket undersøkes jevnlig i etterkant av inngrepet for å avdekke eventuell hematom i underarmen, ovenfor kompressen som dekker innstikkstedet. Det er liten risiko forbundet med dette inngrepet, og det er i ekstremt få tilfeller at det oppstår hematom. Impedansepletysmografi Pletysmografi er måling av endring i volum over et område. Det finnes flere metoder for å måle impedanser i biologisk vev. Det kan brukes en to-, tre- eller fireelektroders konfigurasjon. Med hensyn på volumendring i armen er det løsningen med fire elektroder vi har valgt. To-elektrode løsningen brukes for overflatemålinger og kan være unøyaktig utenfor området der elektrodene er plassert, det egner seg ikke til målingen vi ønsker å gjøre. Tre elektroder egner seg bedre for endring av impedans i huden. I fire-elektrode løsningen som dere ser i Figur 2 sender man en konstant strøm gjennom de ytterste elektrodene og måler spenningen mellom elektrodene i midten. Målesystemet har så høy inngangsimpedans at det nesten ikke går noe strøm i gjennom måleelektrodene. Vi kan derfor måle spenningen uten å påvirke målingene, vi får da mer bestemte strømbaner fra strømkildeelektrodene. Disse vil endre seg når vevets volum endres og vi vil kunne måle endring i spenningen. Ved en indre blødning vil volumet i armen øke, dette kan forhåpentlig måles og oppdages før blødningen er synlig på håndleddet. Figur 2 Impedansemåling med fire-elektrodekonfigurasjon Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 10 av 70 Side50

51 Elektroder og overgangen til elektrolytt og hud Elektroder brukes for å måle bioelektriske signaler og til å stimulere vev. En elektrode er enkelt forklart, en elektron-ione overgang. Det vil si at strømmen i vev blir fraktet som ioner, mens strømmen går gjennom elektrodene og målesystemet som elektroner. Elektroden har en transduserliknende funksjon [5] og ione-strømmen blir konvertert til elektron-strøm som kan ledes gjennom et målesystem og måles. Figur 3 - Elektrode-elektrolytt/hud overgang [5]. C representerer atomene elektroden er bygget opp av. C+ er positivt ladede ioner, kationer. A representerer atomene i elektrolytten og vevet. A- er negativt ladede ioner fra elektrolytten/vevet. Elektronene beveger seg her fra elektrolytten og over i elektroden, mens strømmen går motsatt vei. Figur 3 viser hvordan strømmen, I, beveger seg i overgangen mellom elektroden og elektrolytten/huden ved bruk av pickup elektroder. De negativt ladede ionene beveger seg fra elektrolytten/huden og mot elektroden og gir fra seg elektroner. Samtidig beveger de positivt ladede ionene seg fra elektroden seg over i vevet. Dette byttet gjør at elektroner blir frigjort og kan gå gjennom elektroden og målesystemet slik at vi kan måle strømmen. Formlene nedenfor viser hva som skjer i overgangen mellom elektroden og elektrolytten/huden. (1) I formel 1 er n valenstallet til elektrodematerialet, C. I formel 2 er m valenstallet til elektrolytten, A. Formlene over viser hvordan strømmen overføres mellom elektroden og elektrolytten. Denne prosessen reverseres når vi sender en strøm gjennom vev og elektron-strømmen blir konvertert til ione-strøm. Denne prosessen blir da reversert og prosessen går mot venstre i formelen og i Figur 3. (2) Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 11 av 70 Side51

52 Elektrodepolarisasjonsimpedans Når man bruker elektroder til å gjøre målinger på vev oppstår det en elektrodepolarisasjon. Elektrodepolarisasjonen varierer ut i fra hvilket materiale elektrodene er laget av, størrelsen, formen og av overflatestrukturen til elektroden. Denne polariseringen gir endringer i impedanse og følger endringer i frekvens, det vil si at elektrodepolariseringsimpedansen er frekvensavhengig. Figur 4 illustrerer hvordan impedansen i et system med to elektroder over en elektrolytt kan fungere. Figur 4 - Enkel representasjon av impedansen over to elektroder og elektrolytten. Begge elektrodene er representert av en ohmsk motstand og en kondensator i en parallellkobling, det samme gjelder elektrolytten, eller vevet. Når en strøm sendes gjennom et slikt system oppstår det en polarisering i begge elektrodene og i elektrolytten. Her er det vanskelig å skille de forskjellige impedansene fra hverandre. For å sammenlikne forskjellige elektrodetypers polarisasjonsimpedans kan man gjøre flere sett med målinger med alle elektrodetypene med forskjellige elektrolyttmodeller. Dermed får man en god indikasjon på hvordan elektrodetypene virker ved forskjellige frekvenser. I praksis virker denne koblingen som et lavpassfilter. Ved lave frekvenser blir polarisasjonen stor og impedansen høy, mens når frekvensen øker, minker polarisasjonen og impedansen blir lavere. Her er frekvensen vist som funksjon av R og C, (3) Dermed blir, (4) Når frekvensen øker blir kondensatoreffekten lavere, som igjen resulterer i at impedansen blir lavere. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 12 av 70 Side52

53 For å beregne en omtrentlig verdi for en enkelt elektrodes polarisasjonsimpedans kan man bruke impedansen til hele systemet og dividere på to. Dette gjøres ved å finne både den reelle og den imaginære, eller faseforskjøvede, komponenten av impedansen. I praksis vil det si at man måler signalet i to deler, den reelle delen som ikke blir faseforskjøvet, den ohmske motstand og den imaginære delen som blir faseforskjøvet, som i en kondensator. Ved å måle signalets komponenter kan man beregne impedansen og faseforskyvningen i systemet. Impedanse vs. Frekvens Her er V spenningsmodulen til signalet, X er den reelle delen og Y er den imaginære delen av det målte signalet. Impedansen kan beregnes fra spenningen og strømmen. (5) (6) Dermed kan de målte spenningskomponentene, X og Y, brukes til å beregne impedansen til systemet, (7) Fase vs. frekvens Hvordan fasen endrer seg med frekvensen er også en viktig markør for å forstå elektrodepolarisasjonsimpedansen. Ved store faseforskyvninger er elektrodepolarisasjonen stor. Fasevinkelen kan beregnes ved hjelp av X- og Y-komponenten til signalet. ( ) (8) Her er Ѳ fasevinkelen til signalets modul V. X og Y er komponentene til signalet. ( ) (9) Ved å beregne fasen kan man se hvor stor elektrodepolariseringen er ved de forskjellige frekvensene. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 13 av 70 Side53

54 Metode I dette kapittelet vil vi redegjøre for metodene som er brukt for å nå frem til resultatene våre. Vi starter med en utstyrsliste, før vi gir en innføring i Lock-In forsterkeren som vi har brukt, og LabVIEW programmet som vi har optimalisert for våre tester. Utstyrsliste Her følger en liste av utstyret vi har brukt under prosjektperioden, og hva vi har brukt det til. Stanford Research Systems Model SR830 DSP Lock-In Amplifier er brukt til alle målinger av elektrode polarisasjonsimpedans og til pletysmografiske målinger i arm. LabVIEW SR830-driver fra Stanford Research Systems videreutviklet vi til å logge målingene våre på PC via en NI GPIB kabel. Digitalt Multimeter, TTi 1704, ble brukt til å utføre bøyetest på elektroder. Olympus GX71 mikroskop ble brukt til å undersøke og avbilde elektrodenes morfologi. Carbon-Conductive ink, SD2843HAL, fra Lackwerke Peters GmbH & Co. ble trykt på tekstil og som øverste lag på trykte sølvelektroder. Ag5000, silver ink fra DuPont, ble brukt til å trykke sølvelektroder på polyesterfilm. Diverse tekstiler av bomull og polyester ble brukt som substrat til trykte karbonelektroder og substrat til broderte elektroder. Polyesterfilm fra DuPont ble brukt som substrat for elektroder og tilhørende krets. Sølvbelagt nylontråd fra Plug and Wear og LessEMF ble brukt til å brodere elektroder for hånd og med symaskin. Gütermann creative HT2 tekstillim ble brukt til å feste elektroder og krets til sensorbåndet. ISIS Proteus ble brukt til å simulere kretsene våre digitalt. Microsoft Excel ble brukt til å bearbeide tall fra målinger, samt til å fremstille disse tallene grafisk Øltronix Power Supply B202 ble brukt som strømforsyning til kretsen Elma 615 Infrared Thermometer ble brukt til å måle temperaturer inne på arbeidsrommet. Fresenius Kabi Natriumklorid 9mg/ml skyllevæske ble brukt som elektrolytt til noen av elektrodene. Boso Classico blodtrykksmåler ble brukt som cuff under de pletysmografiske målingene Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 14 av 70 Side54

55 Tektronix TDS 2012B Oscilloskop brukt under feilsøking og test av krets. Diverse motstander, kondensatorer, Op amper, koblingsbrett og ledninger ble brukt for å gjøre målinger og tester Lock-In forsterker SR830 En Lock-In forsterker er et redskap som blir brukt for å måle AC signaler. Instrumentet kalles Lock-In forsterker fordi den låser seg inn på signalet man genererer og måler innsignalet med samme frekvens. Dette vil si at hvis man genererer et signal med en viss frekvens, vil forsterkeren låse seg på det og måle signalet med lik frekvens og samtidig stenge ute andre frekvenser som for eksempel støy. Apparatet er fasesensitivt og kan måle signalet i to deler og bruker sin egen generator som referanse. Den ene delen av signalet er komponenten som ikke er faseforskjøvet i forhold til referansen. Den andre signaldelen er komponenten som har blitt forskjøvet, det vil si forsinket på vei gjennom systemet man måler på. Selv om måleinstrumentet er et kraftig verktøy er det også ganske enkelt. Den er sammensatt av fem segmenter som vist nedenfor og i Figur 5: 1. AC forsterker 2. Spenningskontrollerende oscillator (VOC) 3. Fasesensitiv detektor (PSD) 4. Lavpass filtrering 5. DC forsterker AC forsterkeren Figur 5 Lock-In forsterker AC forsterkeren er en spenningsforsterker kombinert med filter. SR 830 har et notchfilter for 50/60 Hz og 100/120 Hz for å eliminere støy fra strømnettet og andre ordens harmonisk støy. Som kan settes av og på etter behov. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 15 av 70 Side55

56 Spenningskontrollert oscillator (VCO) Denne fungerer som en vanlig oscillator med muligheten til å synkronisere fasen og frekvensen til et eksternt referansesignal. Den interne oscillatoren kan generere et sinussignal med spenning fra 4mV RMS til 5V RMS. Den opererer med frekvenser mellom 1 mhz til 102 khz. Fasesensetiv detektor (PSD) Selve kjernen til en Lock-In forsterker er den fasesensitive detektoren. Her sammenligner Lock-In forsterkeren signalet i forsøket med sin referansefrekvens som vist i Figur 6. Siden sinussignalet fra funksjonsgeneratoren blir brukt får vi dette signalet; ( ) Der er signalets amplitude, er frekvensen til signalet og som er fasen til signalet. Figur 6 Bildet viser hvordan et faseforskjøvet signal kan se ut i forhold til det interne referansessignalet. Lavpass filtrering og DC forsterkning Lavpass filteret virker som et RC filter der tidskonstanten kan bestemmes. Meningen med dette filteret på utgangen er for å fjerne all AC fra signalet, slik at man får et DC signal som er proporsjonalt med signalets amplitude. DC forsterkningen til slutt er en lav-frekvens forsterker. Den skiller seg ut fra en AC forsterker siden den også kan forsterke helt ned til null i frekvens. Hensikten er å kunne stille på utgangssignalet fra RC filteret. [6] [7] [8] LabVIEW Vi har laget to nye varianter av det allerede eksisterende open source programmet som National Instruments tilbyr til SR830. Lock-In forsterkeren kommuniserer ved en rekke kommandoer som man finner i manualen til SR830. LabVIEW programmet er laget på en slik måte, at når en ber om en endring konverterer programmet det man ønsker over til de nye kommandoene. Dette gjør det enkelt å foreta endringer uten å måtte Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 16 av 70 Side56

57 sette seg inn i de nye kodene. Denne funksjonaliteten har spart oss for mye tid i løpet av prosjektperioden. Programmet gir brukeren generell styringsmulighet for Lock-In, tidskonstanter, sensitivitet og andre funsjoner på forsterkeren. Figur 7 viser frontpanelet til programmet. Figur 7 Frontpanelet i programmet vårt Vi har lagt til noen elementer for å skrive til fil og anskaffelse av de rådataene som vi er interesert i. Det vi gjorde var å sette en while løkke over grunnprogrammet og sette en skrivefunsjon som går igjennom hele systemet. Dette gjør at vi hele tiden kan skrive dataene som blir målt, til en txt fil. Dataene i fila er grunnlaget for alle grafene våre. Figur 8 viser blokkdiagrammet av frontpanelet som vises i Figur 7. Figur 8 Blokkdiagram av grunnprogrammet Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 17 av 70 Side57

58 Denne delen av programmet lager et dokument i «.txt» format der man selv definerer lagringsområdet. Etter at tekst filen er laget, skriver programmet inn de verdiene som er satt inn i den første rekka. Det vil si at vi setter navn på de kolonene som senere brukes til å legge inn rådata i. Dette er for at vi lett skal kunne se hva datasettet tilhører. Tilslutt setter programmet på en dato før det sendes videre inn i while løkken. Funksjonene som oppretter og skriver til fil vises i Figur 9. Figur 9 Create and Write to file» Siden vi allerede har definert skrivemønsteret til tekstfila kan vi enkelt dirigere hvor rådataen skal. Vi henter først ut den målte dataen fra kretsen. Vi har også tatt med de verdiene som vi sender fra signalgeneratoren sånn av vi i ettertid vet hva vi sendte og hva vi fikk tilbake. Vi setter i tillegg på en time stamp som sier på sekundet når dataen ble målt og skriver dette til tekstdokumentet som vist i Figur 10. Figur 10 Samler opp data og skriver det til fil Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 18 av 70 Side58

59 I Figur 11 ser vi elementet for «selektiv skriv til fil». Her har vi satt på en case som inneholder en for løkke med kun en gjennomgang. Det vil si at når en trykker på knappen i frontpanelet i LabVIEW som heter «Skriv til fil» så setter man casen «true». Når casen er «true» gjennomfører den for løkken, som er å skrive datasettet til tekstfilen, før den setter seg selv til «false». Figur 11 «Selektiv skriv til fil case» Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 19 av 70 Side59

60 Elektrodene I dette kapittelet vil vi fortelle om elektrodenvi har utviklet og testet i løpet av prosjektet. Vi innleder med å fortelle om produksjonenav de forskjelligeelektrodene,før vi beskriverde forskjelligetestene vi har gjort på elektrodene.herblir metodeog resultaterfor hver test og elektrodepresentert,før vi avslutterkapittelet med å diskutereeventuellefeilkilder. Elektrodeproduksjon I dager det vanligå brukeengangselektroderav sølv/sølvklorideller aluminium,og en elektrolytt-gel somovergangtil huden.elektrodenelimespå hudenog egnersegikkefor bruk over langtid da mangefår allergiskereaksjoner,enten fra geleneller fra limet sombrukestil å feste elektrodene. Elektrodenesomer testet i denneoppgavener lagetmed tankepå å unngåallergiskereaksjoner. Vi har jobbet med to løsninger,broderte elektroderog trykte elektroder.vi har brukt instrumenter tilgjengeligpå HiOAfor å kartleggeegenskapenetil de forskjelligeelektrodene.forå kunnevurdere elektrodenehar vi gjort en bøyetestog målt elektrodepolarisasjons-impedansen(epi)til utvalgte elektroder.nedenforfølgeren beskrivelseavelektrodenevi har lagetog testet. Trykte elektroder Detrykte elektrodeneer silketrykketfor håndpå forskjelligetyper tekstil og på en fleksibelpolyester film. Silketrykk Silketrykker en trykketeknikkder mantrykker overen stensilsomer lagt på en ramme med et fint vevdstoff (wovenmesh).trykkfargenslippergjennomtil det mantrykker på,der stoffet i rammen ikkeer behandletmed emulsjon.trykkfargenpåføresved å dra fargenover stensilenmed en spesiell «squeegee»,en slagsnal. Figur12- A. trykk farge,b. squeegee,c.motivet, D. emulsjon/stensil,e.ramme,f.trykt motiv Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 20 av 70 Side60

61 Rammen Trykkerammen er trukket med et tynt nylonstoff den ene siden. For å feste motivet på rammen behandles stoffet med en emulsjon på begge sider. Dette gjør at alle hullene i det vevde stoffet blir tettet. Motivet som skal trykkes skrives da ut på en gjennomsiktig folie og når emulsjonen er tørr legges malen og trykkerammen i en UV- boks. Denne teknikken er lik den man bruker for å klargjøre kretskort for etsning, bare motsatt. Når rammen belyses blir den UV-belyste emulsjonen herdet, mens emulsjonen som er beskyttet av malen kan skylles vekk slik at man står igjen med negativen til malen, en stensil. Figur 13 - Makro foto av trykkeramme, den UV utsatte emulsjonen har tettet trykkerammens stoff. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 21 av 70 Side61

62 Elektroder trykt på tekstil Til tekstil elektrodene brukte vi ledende karbon trykkfarge. Vi har testet flere tekstiler, med forskjellig tekstur og fibertykkelse. Substrat: Grå bomull, hvit bomull, gul silketrykkramme tekstil (mesh). Grått bomullsstoff Dette stoffet har en grov struktur med store høydeforskjeller sett i mikroskopet. Mesteparten av trykkfargen sitter på forhøyningene. Figur 14 - Mikroskopbilder. Til venstre: Grått bomullsstoff. Til høyre: Karbon trykt på grått bomullsstoff. Hvit strikket t-skjorte bomull Dette stoffet er finere enn det grå bomullsstoffet med tynnere fibre. Trykkfargen har ikke dekket hele overflatestrukturen og mesteparten av trykkfarge sitter på de øverste fibrene. Figur 15 - Mikroskopbilder. Venstre: Hvitt bomullsstoff. Høyre: Karbon trykt på hvit bomull. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 22 av 70 Side62

63 Gul polyester mesh Figur 16 - Mikroskopbilder. Til venstre: Polyester mesh. Til høyre: Karbon trykt på polyester mesh. Denne tekstilen har en meget jevn morfologi. Alle fibrene har like stor diameter samtidig som mellomrommet mellom fibrene er likt. Det er heller ingen store høydeforskjeller og trykkfargen sitter jevnt over hele elektroden. Fibrene i denne tekstilen er under 20 µm i diameter, som vist i bildet under. Figur 17 - Forstørrelse av gul polyester mesh. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 23 av 70 Side63

64 Elektroder trykt på polyesterfilm Elektrodene som er trykt på polyesterfilm består av et tykkere lag med ledende sølv trykkfarge og et tynnere, beskyttende lag med karbon. Tykkelsen på lagene bestemmes av rammen som brukes til trykking som nevnt i avsnittet om silketrykk. Karbonfargen er trykket gjennom en ramme med høyere mesh-count, det vil si flere tråder per cm, slik at mindre farge blir sluppet gjennom rammen og laget blir tynt. Sølvfargen er trykket gjennom en ramme med lavere mesh-count, slik at laget er tykkere. Dette er gjort på grunn av ledeevnen til de forskjellige trykkfargene. Karbonfargen har i følge produsenten en motstand på ca Ω/cm 2 ved 25 µm tykkelse, mens sølvfargen har en motstand på ca. 1,5 Ω/cm 2. Karbonlaget beskytter sølvlaget mot oksidering, slik at elektrodens overflate ikke taper ledeevne ved bruk. Figur 18 - Venstre: Trykte sølv/karbon-elektroder. Høyre: Mikroskopbilde av trykt sølv/karbon-elektrode. Polyesterfilmen har en meget jevn flate og teksturen som kan sees på bildet over er gitt av trykkerammen som ble brukt til å trykke karbonfargen. Broderte tekstroder Vi har brodert tekstroder med sølvbelagt nylontråd på tekstil. Disse trådene har en lav motstand, men når man broderer tett med tråden forsvinner denne nærmest og tekstoden blir meget konduktiv. Når man broderer med fine, tette sting innenfor et område på for eksempel 1 cm 2 blir arealet på kontaktflaten til huden den samme, mens overflatearealet til sølvtråden er veldig mye høyere og man får en «skog» av små elektroder. I kontakt med huden har de broderte tekstrodene derfor en stor overflate, samtidig som at alle trådløkkene kommer borti hverandre. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 24 av 70 Side64

65 Håndbroderte elektroder Elektrodene som er brodert for hånd består av en tykkere ledende sytråd enn de maskinbroderte. Denne tråden har en motstand på ca. 0,5 Ω/cm. Elektrodene er meget konduktive fordi stingene kommer borti hverandre og overflatemotstanden er runder 0,5 Ω. Figur 19 - Venstre: Håndsydde elektroder, ca. 2 cm 2. Midten: Små håndsydde elektroder, ca. 1 cm 2. Høyre: Mikroskopbilde av håndsydd elektrode. Maskinbroderte elektroder De maskinbroderte elektrodene er sydd med en tynn ledende sytråd. Den tynne ledende tråden tåler ikke mye og fliser fort opp. For å sy med tråden på maskin er det viktig å sy sakte og stille inn maskinen inn til å sy med løs tråd og en passende nål. For å kunne sy med maskinen måtte hullet i nålen borres opp og pusses i kantene. Uten denne modifikasjonen røk tråden med en gang. Figur 20 - Venstre: Maskinbrodert elektrode. Høyre: Mikroskopbilde av maskinbrodert elektrode. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 25 av 70 Side65

66 Tekstilelektrode Vi har også testet elektroder som ble klippet ut av den ledende tekstilen Silver RipStop. Denne tekstilen viser gode egenskaper i mikroskopet. Her er overflaten jevn med små høydeforskjeller. Allikevel er morfologien til denne tekstilen interessant, den likner på en meget ryddig brodert elektrode og har en god kontaktflate til huden. Figur 21 - Venstre: RipStop elektrode isolert med el-teip. Høyre: Mikroskopbilde av RipStop tekstilen. Bøyetest metode For å teste hvordan elektrodene reagerer ved fysisk stress, har alle de forskjellige typene elektroder gjennomgått en bøyetest som beskrevet i «Thick-film textile-based amperometric sensors and biosensors, Joseph Wang et.al., 2010» [9]. Dette er for å undersøke om ledeevnen til elektrodene endres etter å ha blitt utsatt for bøyninger. Testen er gjennomført ved å bøye elektrodene 180, både innover og utover, og samtidig måle den ohmske motstanden med et multimeter. Testen utføres tre ganger med innoverbøy og tre ganger med utoverbøy. Fremgangsmåte 1. Måle motstand med fast avstand over elektroden 2. Bøye elektroden 180, holde i 5 sekunder 3. Bøye elektroden ut igjen, vente i 10 sekunder 4. Måle motstand med samme avstand og samme sted, over elektroden Elektrodene som består denne testen kan testes videre. Elektrodene som viser store endinger i ledeevne ble ikke testet videre. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 26 av 70 Side66

67 Bøyetest resultater Under er alle resultatene fra bøyetestene presentert. Alle elektrodene er testet på samme måte, men med varierende areal og lengde. Dette er mulig å utføre testen på denne måten fordi det er endringen i mostanden som skal måles. Testen som er utført på en elektrodetype er utført på nøyaktig samme sted og med lik avstand. I grafene viser x-aksen antall bøyer og y-aksen viser motstanden etter hver bøy. Trykte elektroder Sølv og karbon trykt på polyesterfilm Målingene ble gjort over et teststykke på 25mm x 5mm. Denne elektroden viser kun en endring på 0,2 Ω i løpet av bøyetesten. Denne elektrodetypen passerer bøyetesten. Trykt sølv / karbon på poyesterfilm R [Ω] 3 2, Bøy Innover Utover Karbon trykt på tekstil Graf 1 Bøyetestresultater av elektrode trykt på polyesterfilm Alle elektrodene som er trykket på tekstil er trykket med den samme trykkfargen, Carbon Conductive ink, og med samme metode. Alle elektrodene som er tykt på tekstil har forskjellige egenskaper som bestemmes av tekstilens morfologi. Dessverre kunne ingen av disse elektrodene brukes, dette forklares nedenfor. Grått grovt bomullsstoff Denne testen er utført på et 28mm x 5mm stykke. Før den første bøyen hadde stykket en motstand på nesten 40 kω. Etter å ha bøyd stykket ble mostanden nesten doblet, deretter bli målingene ustabile og varierer med titalls kilo ohm. Denne trykkfargen er for porøs til å trykke på grove tekstiler. Dermed brekker karbon dekket og det blir brudd i elektroden. Hvit T-skjorte bomull Det var ikke mulig å måle motstanden på prøvestykket fordi trykket ikke er konduktivt. Dybdeforskjeller i overflaten til tekstilen gjør at trykket ikke blir sammenhengende. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 27 av 70 Side67

68 Gul nylonmesh Denne tesen er utført på et 25mm x 5mm stykke gul mesh som brukes på silketrykkrammer. Stoffet er meget fint og tynt. Meshen er vevd av tynne fibre og avstanden mellom trådene er jevne og små. Stoffet er så tynt at den relativt tykke trykkfargen blør gjennom og det fortsetter dermed å være konduktivt etter bøying. Elektrodene har allikevel så høy motstand og så store endringer at de ikke passerer testen. R [Ω] Trykt karbon på gul mesh Bøy Innover Utover Graf 2 Bøyetestresultater av trykt elektrode på gult mesh Broderte elektroder Både de håndbroderte og maskinsydde elektrodene tåler å bli bøyet flere ganger. Målingene viser lite, eller tilnærmet ingen endringer under testen. 1 Håndbrodert firkant 1 Håndbrodert rund R [Ω] 0, Bøy Innover R [Ω] 0,5 Utover Bøy Innover Utover Maskinbrodert 1 R [Ω] 0, Bøy Innover Utover Graf 3 Bøyetestresultater av broderte elektroder Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 28 av 70 Side68

69 Silver RipStop tekstil Denne testen er utført på et teststykke på 25mm x 7mm. Silver RipStop er en tynn tekstil vevd av sølvbelagte nylonfiber. Disse elektrodene viser også bare en liten endring i motstand ved bøyetesten, den største endringen er på 0,06 Ω. Silver ripstop 2,2 2 R [Ω] 1,8 1,6 1,4 1, Bøy Innover Utover Graf 4 Bøyetestresultater av Silver RipStop elektrode EPI testoppsett Alle elektrodene vi har laget har gjennomgått en EPI test. Dette er en test for å kartlegge elektrodenes polariserings impedans (EPI), det vil si hvordan elektrodenes impedans endres ved forskjellige frekvenser. Testen ble utført ved å måle impedansen ved valgte frekvenser mellom 1Hz og 4096Hz. EPI-målekrets Kretsen vi bruker for å gjøre målinger med to-elektrodeoppsett, er en inverterende forsterker. Vi har valgt å bruke en OPA1013 op amp fordi den indre impedansen så og si ikke endrer seg i frekvensområdet 0Hz 5000Hz. Vi har sammenliknet flere opamper og fant ved testing at denne OPA1013 ble minst påvirket av frekvensendringer av de opamper vi hadde tilgjengelig. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 29 av 70 Side69

70 Figur 22 - Målekrets for to-eletktrodeoppsett Den ble koblet opp som vist i Figur 22 med en motstand, R, og en feedback motstand, Z, som representerer elektrodene og modellen. Kretsen er videre koblet opp mot en Stanford Research Systems SR830 DSP Lock-In forsterker. Lock-In forsterkeren gir op ampen spenning og forsyner målekretsen vår med et sinussignal som vi kan bestemme spenning og frekvens på. Målekretsen og Lock-In forsterkeren ble koblet opp mot elektrodene som vist i Figur 22. Strømmen i denne kretsen bestemmes av den genererte spenningen og motstanden R. med den målte spenningen, kan polarisasjonsimpedansen til elektrodene og elektrolytten beregnes som beskrevet i teori kapittelet om elektrode polarisasjons impedans. (10) Videre er elektrodene koblet på hver sin side av en elektrolytt. Testmodeller For å teste elektrodenes EPI, laget vi noen testmodeller vi kunne gjøre forsøk på i tillegg til å teste på oss selv. Den første modellen vi brukte bestod av en gelatinblanding laget med vanlig gelatinpulver og vann, som var tilsatt litt salt for å imitere ledeevnen til vev. Figur 23 viser en gelatinmodell. Vi løste 5 g salt i 5 dl vann og laget en blanding med 25 g gelatinpulver. Dette tilsvarer en konsentrasjon på ca. 150 mmol/l. Vi fordelte blandingen ut i flere plastkopper for å få flest mulige modeller med like egenskaper og form. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 30 av 70 Side70

71 Figur 23 - Gelatinmodell med to elektroder Den andre testmodellen vår var en agurk. Vi testet på agurken på to måter. Den ene måten var at vi kuttet en ca 2 cm tykk skive og festet elektrodene vi ønsket å teste med på hver side av skiven med elektrikerteip. Den andre metoden var at vi målte på utsiden av agurken, som vist i Figur 24. Vi forsøkte også å simulere et hematom ved å injisere en saltvannsløsning inn i gelatinen. Dette førte imidlertid til at gelatinen ble oppløst, samtidig med at vannløsningen rant ut av hullet etter sprøytenålen. Valget av agurk falt naturlig, da det ble brukt med gode resultater i artikkelen «New Method for Separation of Electrode Polarization Impedance from Measured Tissue Impedance» av Håvard Kalvøy, Gorm K Johnsen, Ørjan G Martinsen og Sverre Grimnes [10]. Som beskrevet i artikkelen, kan agurken lett håndteres og kuttes til ønskede lengder for å gjøre forskjellige målinger på. Figur 24 - Testoppsettet med to elektroder på agurk Testene vi gjennomførte på oss selv, ble gjort på Heidi og Kristian, da Aksel hadde meget tørr hud og reagerte allergisk på limet i EKG elektrodene. Testene ble gjort ved at elektrodene ble festet til huden Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 31 av 70 Side71

72 ved hjelp av en plastertape som vist i Figur 25. De ble festet på underarmen slik som de ville bli festet ved bruk, rett over kompressen som blir satt på armen etter hjerteangiografi. LabVIEW Figur 25 - Forsøk på arm med to elektroder Videre koblet vi så denne kretsen fra Lock-In forsterkeren og opp mot en datamaskin med et NI LabVIEW program via en GPIB til USB kabel. Programmet er laget for å kunne styre de forskjellige variablene i Lock-In forsterkeren fra datamaskinen, men også for å samle inn og skrive målt data inn i en tekstfil, slik at vi kan sammenligne dataene fra de forskjellige elektrodene. Vi modifiserte programmet til å skrive en fil med frekvens, spenning (imaginært og reelt), tidskonstant og tidspunkt når vi trykket på en slags «Record» knapp. Dette gjorde at vi kunne endre frekvensen, vente til kretsen fikk stabilisert seg, for så å ta måledata. Testing De innledende testene ble gjort ved at vi stilte inn Lock-In forsterkeren til 4mV, 10mV og 100mV for å holde strømmen lav. Vi benyttet oss av et frekvensspekter fra 1Hz-4096Hz, hvor vi halverte frekvensen for hvert steg, fra 4096Hz til 2048Hz til 1024Hz osv. Dette fordi det er enklere å holde oversikt over frekvensene og for å unngå 50Hz og de harmoniske frekvensene som 100Hz osv. I bunnen av skalaen gikk vi bort fra halveringen og tok med frekvensene 4Hz, 3Hz, 2Hz og 1Hz. Denne testen ble gjentatt for de forskjellige elektrodene vi har laget, samt en test med vanlige «Kendall EKG»/»Swaromed» elektroder som testelektrode i begynnelsen av testingen. Vi har gjennomført testing av elektrodene på gelatin, agurken og på oss selv, men forkastet gelatinmodellen og gikk over til agurk fordi gelatinen smeltet og gikk lett i stykker. Resultatene av testene, ble så overført fra LabVIEW programmet til Excel. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 32 av 70 Side72

73 Tabell 1 - Eksempelet viser måledata og hvordan tallene blir behandlet Her er noen eksempler på hvordan målingene er behandlet og fremstilt. Impedanse (11) Her er X den reelle delen av spenningen og Y er den imaginære delen av signalet og impedansen kan beregnes ved hjelp av strømmen. Z [Ω] Impedanseendring Frekvens [Hz] Graf 5 - Impedansen som funksjon av frekvens Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 33 av 70 Side73

74 Fase (12) Her regnes faseendringen i grader og vi kan plotte resultatene i en graf. 0 Faseendring Ѳ Frekvens [Hz] Graf 6 - Fase som funksjon av frekvens Cole-Cole plott Den ohmske motstanden, R, og den imaginære komponenten, X, ble regnet ut og tegnet ut i et Cole- Cole diagram. (13) (14) -X [Ω] Cole-Cole plot R [Ω] Graf 7 - Cole-Cole plot av R og -X. her er de lave frekvensene til høyre på x aksen, og øker mot origo Basert på disse resultatene fra testen kan vi velge ut den elektroden som egnet seg best for sensoren. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 34 av 70 Side74

75 Resultater for Silver Rip Stop Silver RipStop elektrodene består av sølvbelagt nylonfiber vevet sammen til et tekstil. Videre klippet vi dem ut til runde elektroder. Disse elektrodene var svært interessante å se på siden de lignet mye på de håndbroderte elektrodene. Siden vi hadde begrenset tekstil tilgjengelig ble det laget kun to elektroder. Dette var også for å se om de hadde mange av de samme egenskapene som de broderte og generelt for å få mer kunnskap om dem. Det ble gjort flere tester for å finne ut hvilke frekvenser som ga resultater vi kunne bruke til videre arbeid. Disse testene ble gjort på en agurk og to personer. Agurken viste noe uklare resultater, se Graf 8, og vi vet ikke alle de biologiske faktorene i en agurk. Z [Ω] Agurk nr Frekvens [Hz] Graf 8 viser impedansen som funksjon av frekvens. Siden vi mente at disse elektrodene fremdeles var interessante valgte vi å teste dem på oss selv. Målingene ble gjort på Heidi og Kristian, og ser grafisk ganske like ut, men målerverdiene skiller seg en del fra hverandre. Dette kan komme av flere ting som at elektrodene ikke var festet like godt på Kristian som på Heidi, eller at det ikke var tilstrekkelig med elektrolytt. Det kan også ha vært på grunn av forskjellig impedanse i huden, grunnet forskjellig type hud. Tørr hud har som regel høyere impedanse enn fuktig og myk hud. Sett hver for seg viste elektrodene best resultater fra 1khz og opp til litt over 4000khz, som under måleomfanget vårt på Hz. Vi valgte å forkaste disse elektrodene siden det var en del usikre variabler. Grunnen til dette var at vi allerede hadde broderte elektroder som viste noe mer stabile resultater. Det er fult mulig at disse elektrodene virker ypperlig og det hadde vært interessant å teste disse mer, siden de lett kan implementeres i tekstil. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 35 av 70 Side75

76 Z [Ω] Heidi Silver RipStop Frekvens [Hz] Z [Ω] Kristian Silver RipStop Frekvens [Hz] Graf 9 Impedans som funksjon av frekvens. Venstre: silverripstop på Heidi. Høyre: silverripstop på Kristian. Her er noen flere grafer som viser noen av de resultatene vi fikk på forskjellig biologisk vev. Heidi Silver RipStop Kristian Silver RipStop θ θ Frekvens [Hz] -100 Frekvens [Hz] Graf 10 Fase som funsjon av frekvens. Venstre: silverripstop på Heidi. Høyre: silverripstop på Kristian. Disse grafene viser Cole-Cole plottene med Silver RipStop på Heidi og Kristian. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 36 av 70 Side76

77 -x [Ω] Heidi Silver RipStop R [Ω] Kristian Silver RipStop x [Ω] R [Ω] Graf 11 Cole-Cole plot. Venstre: silverripstop på Heidi. Høyre: silverripstop på Kristian. Resultater for trykte elektroder Da vi testet de trykte elektrodene på polyesterfilm ble det klart for oss at disse elektrodene er meget slitesterke og vil tåle lang tids testing og bruk, noe som styrkes av bøyetestene. Faktum er også at elektrodene er trykket på polyesterfilm vil være fordelaktige ved bruk på sykehus med tanke på at de egner seg godt for sterilisering og rengjøring, samt gjenbruk. Elektrodene gjennomgikk mange tester og ble utsatt for strøm ved varierende frekvens over lengre tid, uten at det oppstod noen nevneverdig endring i overflatmotstanden. Likevel konkluderer vi med at denne typen elektroder, både firkantet, oval og rund, trenger mer tid til testing for å finne ut egnet frekvens. I det frekvensspekteret vi testet elektrodene i (4096Hz-1Hz) var elektrodene noe ustabile og ga oss varierende resultater og høy impedans. Elektrodene var mest stabile ved høye frekvenser, over 2kHz, og viste lite tegn til endring i reell og imaginær motstand og impedanse. Til eksempel har vi her en graf som viser endring i impedansen hos Kristian. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 37 av 70 Side77

78 Z [Ω] Trykt rund, Kristian Frekvens [Hz] Graf 12 Impedanse som funksjon av frekvens, målt på Kristian med rund elektrode trykt på polyesterfilm Z [Ω] Trykt rund, Heidi Frekvens [Hz] Graf 13 Impedanse som funksjon av frekvens, målt på Heidi Etter å ha gjennomført et større antall tester på oss selv og på agurken, kan vi tydelig se at hudtype også spiller inn som en viktig faktor for hvor gode resultatene av målingene blir. Som vi ser i Graf 13, Graf 14 og Graf 15, gir målingene av Heidi gode resultater. Dette kan skyldes at Heidi har myk og fuktig hud, noe som egner seg godt til denne typen elektroder. θ Trykt rund, Heidi Frekvens [Hz] -x [Ω] Trykt rund, Heidi R [Ω] Graf 14 Fase som funksjon av frekvens, målt på Heidi Graf 15 Cole-Cole plot av Reell motstand (R) og imaginær motstand (x), målt på Heidi Ser vi på liknende målinger, gjort under like omstendigheter på andre objekter og personer, ser vi tydelige forskjeller. I Graf 16, Graf 17 og Graf 18 ser vi eksempler på målinger gjort på en agurk. Faseforskyvningen er stor og har store endringer fra 1 khz og oppover. Dette antyder at denne elektrodetypen ikke egner for måling av impedanseendringer i biologisk vev i frekvensområdet 1 khz 5 khz. Men ved videre testing kan det se ut som faseendringen vil bli laver og mer stabil ved høyere frekvenser. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 38 av 70 Side78

79 Trykt rund, Agurk Trykt rund, Agurk Z Frekvens [Hz] θ Frekvens [Hz] Graf 16 Impedanse som funksjon av frekvens målt i Hz på en agurk Graf 17 Fase som funksjon av frekvens målt i Hz på en agurk. -x [Ω] Trykt rund, Agurk R [Ω] Graf 18 Cole-Cole plot av reell motstand (R) og imaginær motstand (x), målt på en agurk. Videre viser de følgende målingene i Graf 19, Graf 20 og Graf 21, som er gjort på Kristian en uregelmessighet i målingene med frekvensene under 1000 Hz. Her er det store endringer i fasen og dermed får grafene en annen form. Som vist i EPI testene til de andre elektrodene, følger impedansen og fasen et mønster ved frekvens endring. I Grafene under, kan vi se at fasen beveger seg under og over null. Når fasen er negativ har vi en kondensator effekt og når fasen blir positiv får vi en induktans. Disse elektrodene egner seg dermed ikke for alle hudtyper under 512 Hz. Fasen blir stabilisert og får en jevn nedgang etter 1 khz, men forskyvningen er fortsatt stor. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 39 av 70 Side79

80 Z [Ω] Kristian trykt rund frekvens [Hz] Graf 19 grafen viser impedansen som funksjon av frekvens. Etter 512 Hz begynner grafen å vise formen vi har sett i de andre impedansemålingene. Kristian trykt rund Kristian trykt rund Ѳ frekvens [Hz] -x [Ω] 0,03 0,025 0,02 0,015 0,01 0, ,05 0,1 R [Ω] Graf 20 grafen viser fasen som funksjon av frekvens. Mellom 3 og 512 Hz er faseendringen ukarakteristisk for biologisk vev. Før 3 Hz og etter 512 Hz er faseendringen roligere, men fortsatt høy. Graf 21 viser forsøk på å gjøre et Cole-Cole. På grunn av de store faseendringene havner de fleste målingene utenfor plottet Ved målinger med høyere frekvens vil disse elektrodene muligens egne seg godt. Hudtype har utvilsom mye å si i frekvensområdet vi har brukt. Ved å bruke frekvenser over 5 khz vil man muligens få en meget godt egnet elektrode til å foreta andre typer målinger. [11] Rattfelt et al. har gjort forskning på bruk av trykte sølv- og karbonelektroder for EKG målinger. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 40 av 70 Side80

81 Resultater for håndsydde elektroder Nedenfor vises resultatene av EPI testene som er gjort på de håndsydde elektrodene. Målingene er gjort på underarmen til Kristian, Heidi og på agurkskiver. Håndsydde elektroder på Kristian og Heidi Impedans Håndsydd Kristian Håndsydd Heidi Z [Ω] Z [Ω] Frekvens [Hz] Frekvens [Hz] Graf 22 Grafene viser impedansen som funksjon av frekvens for håndsydde elektroder på Kristian til venstre og Heidi til høyre Disse målingene er tatt med de samme elektrodene på forskjellige personer og man kan se at det er stor impedanseforskjell på forskjellige mennesker, men man kan allikevel se likheter. Impedansen endres hurtig fra ca. 5 til 1000Hz i Graf 22. Når frekvensen går over 1kHz begynner impedansen og bli lav, samtidig som endringene ikke er like store. Fase 0-20 Håndsydd Kristian Håndsydd Heidi Fase Ѳ -60 Fase Ѳ Frekvens [Hz] -100 Frekvens [Hz] Graf 23 viser faseendring som funksjon av frekvens for håndsydde elektroder på Kristian til venstre og Heidi til høyre. Resultatene i Graf 23 er fra samme måling som grafen over, og viser litt av de samme tendensene. Faseendringene er relativt store fra 1Hz -1000Hz. Når frekvensen er over 1kHz roer endringene seg ned og fasen begynner å bli stabil. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 41 av 70 Side81

82 Cole-Cole plot Håndsydd Kristian Håndsydd Heidi X 8000 [Ω] X [Ω] R [Ω] R [Ω] Graf 24 - Grafene viser Cole-Cole plot av målingene over I disse målingene (Graf 24) kan man tydelig se hvor impedansen er lavest i og med at frekvensen øker fra høyre til venstre. Håndsydde elektroder på Kristian med og uten elektrolytt Impedans Z [Ω] Kristian med elektrolytt Frekvens [Hz] Z [Ω] Kristian uten elektrolytt Frekvens, [Hz] Graf 25 viser impedansen som funksjon av frekvens for håndsydde elektroder. Til venstre på Kristian med elektrolytt. Til høyre på Kristian uten elektrolytt. Disse målingene er meget interessante fordi de viser at de håndsydde elektrodene muligens kan brukes innsydd i klær uten elektrolytt. I Graf 25 er impedanse er noe høy, men målingene viser den samme tendensen, nemlig at impedansen er lavest mellom 1kHz og 5kHz. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 42 av 70 Side82

83 Fase Kristian med elektrolytt Kristian uten elektrolytt Fase θ -60 Fase -40 θ Frekvens [Hz] -100 Frekvens, [Hz] Graf 26 - Viser faseendring som funksjon av frekvens for håndsydde elektroder. Til venstre på Kristian med elektrolytt. Til høyre på Kristian uten elektrolytt. Som man kan se i Graf 26 er faseendringen jevnere med elektrolytten. I grafen til høyre er faseendringene litt ujevne, men de flater ut etter at frekvensen når ca. 500Hz. Dette viser gode egenskaper for bruk av slike elektroder uten elektrolytt Cole-Cole plot -X [Ω] Kristian med elektrolytt R [Ω] -X [Ω] Kristian uten elektrolytt 0 R, [Ω] Graf 27 - Viser Cole-Cole plot av målinger gjort med håndsydde elektroder på Kristian med (venstre) og uten (høyre) elektrolytt. Begge impedanskomponentene er lavest ve høye frekvenser. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 43 av 70 Side83

84 Håndsydde elektroder på agurk Håndsydd Agurk Håndsydd Agurk Z [Ω] Fase Ѳ Frekvens [Hz] Frekvens [Hz] -X [Ω] Håndsydd Agurk R [Ω] Graf 28 Øverst til venstre: viser impedans som endring av frekvens. Øverst til høyre: viser fasen som funksjon av frekvens. Nederst: viser Cole-Cole plot av målingene. Målingene som er gjort på agurken med de håndsydde elektrodene, viser litt andre resultater. Disse tyder på at polariseringsimpedansen i agurken er lavere enn på et håndledd. Men man kan se de samme tendensene i Graf 28 som på håndleddene til Kristian og Heidi, når frekvensen går mot 5kHz blir impedansen lavere og faseendringen mindre. Konklusjon for håndsydde elektroder De håndsydde elektrodene viser små endringer i fase og impedans i områdene 1Hz - 5Hz og 1kHz 5kHz i de fleste målingene. Samtidig er impedansen lavest i 1kHz 5kHz båndet på alle målingene. Ettersom vi skal bruke elektrodene til å måle volumendringer i vev vil en frekvens mellom 1kHz og 5kHz gi lavest elektrodepolarisasjonsimpedans for disse elektrodene. Det som er meget interessant for disse elektrodene er at det var mulig å gjøre EPI testene uten å påføre elektrolytt. Vi prøvde dette med noen av de andre elektrodene, men kunne ikke gjøre en hel måling. I tillegg til dette er dette elektrodetypen som viser minst endring i forhold til hvem og hva det måles over. Ved å produsere elektroder som dette med en symaskin, kan man lett produsere elektrodene uten store kostnader og de kan sys rett inn i bekledning. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 44 av 70 Side84

85 Pletysmografiske forsøk Elektrodekonfigurasjon Da vi skulle simulere hematom, brukte vi en fire-elektrodekonfigurasjon. Vi testet med to forskjellige konfigurasjoner. I den ene konfigurasjonen er elektrodene plassert i kryss på undersiden av armen rundt kompressen. I den andre konfigurasjonen er to elektroder plassert på oversiden og to på undersiden av armen, over og under kompressen. Hensikten med begge disse konfigurasjonene er å måle spenningsendringer over området i nærhet av innstikkstedet hvor blødninger oppstår, rett ovenfor kompressen. Kryss konfigurasjon Figur 26 Kryss konfigurasjon. Her er i strømkilden og V måler over pickup-elektrodene. I konfigurasjonen vist i figur 26 er alle elektrodene plassert på samme side av armen. Elektrodene som sender strøm er plassert lengst fra hverandre og måleelektrodene er plassert med mindre avstand til hverandre. Pickup elektrodene kan da måle små spenningsendringer rett over området der det er fare for blødning. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 45 av 70 Side85

86 Skrå konfigurasjon Figur 27 Skrå konfigurasjon. Her er i strømkilden og V måler spenning. I denne konfigurasjonen er elektrodene plassert på begge sider av armen. Dette gjør at vi får et større område å måle over og kan detektere endringer dypere i armen. Strømkilde-elektrodene sender strøm på skrå gjennom armen og pickup elektrodene måler tvers av strømbanene som vist i Figur 27. Fire-elektroders målektrets For å måle impedanseendringer i vev med fire elektroder er det viktig at strømmen som skal føres i gjennom vevet er konstant og at man vet hvor stor denne strømmen er. Med mange opamper vil den indre impedansen endres ved frekvensendringer. For å unngå dette problemet har vi brukt opamper som blir lite påvirket av frekvensendringer i området 1Hz- 5kHz. En annen viktig faktor er at man over pickup-elektrodene ønsker å måle en potensialforskjell uten å trekke strøm gjennom elektrodene. Dette er ikke mulig å unngå helt, men ved å ha en inngangsimpedans til måleutstyret som er mye høyere enn impedansen vi måler over, vil man kunne måle potensialet uten å trekke nevneverdig strøm. To kretser har blitt testet og en er brukt til å gjøre fire-elektroders målinger. Lock-In forsterkeren er brukt til å generere signal og til å måle. Vi valgte først å bruke en krets [8] som er designet av Peyman Mirtaheri for impedanse-spektroskopi målinger. En enklere krets bestående av en inverterende forsterker ble tilslutt valgt. Valgt målekrets Den valgte kretsen består av en inverterende forsterker og fungerer som en fast strømkilde. Kretsen Siden vi har et smalt, definert frekvensområde på bare noen få tusen hertz kan vi bruke denne kretsen. Den indre impedansen vil ikke endre seg og strømmen holdes konstant. Vi kan derfor bruke én enkelt inverterende opamp til å gjøre fireelektroders impedanse målinger. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 46 av 70 Side86

87 Lock-In Sine OFFSET=0 FREQ=4k PHASE=0 THETA=0 RMS=100m R3 10M C3 25pF R4 10M C4 25pF C R2 D A 10k C2 B 9nF R1 10k U1(V-) VALUE= LT1055 VALUE=15 U1(V+) Figur 28 - Bildet viser den valgte kretsen. Her er A og B de strømførende senderelektrodene, mens C og D er pickupelektrodene. Målingene gjøres via Lock-In forsterkeren. R 2 og C 2 representerer Z som er impedansen til vevet. For ikke å trekke strøm gjennom pickup elektrodene, måler vi potensialforskjellen over prøven, det vil si mellom punkt C og D i Figur 28, med Lock-In forsterkeren. Inngangene til Lock-In forsterkeren har inngangsimpedans på 10 MΩ og vi kan måle signalet uten å trekke strøm. Med den inverterende opampen kan impedansen beregnes ved hjelp av strømmen og den målte spenningen over Z. Strømmen i denne kretsen bestemmes av spenningen over R 1 og motstanden R 1, (15) Her er V R1 spenningen over R 1 som er lik den genererte spenningen. Spenningen over parallellkoblingen, V Z, måles og vi kan beregne impedansen, (16) Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 47 av 70 Side87

88 Impedanse-spektroskopi krets I først valgte kretsen i bildet under er de strømførende elektrodene A og B, koblet over vevet i serie, mellom to opamper. Måleelektrodene, C og D, er plassert over vevet og Lock-In forsterkeren måler spenningen. På denne måten kan strømmen gjennom vevet holdes konstant, slik at impedansen kan beregnes. Denne kretsen består av to opamper, der den første fungerer som en buffer for å holde strømmen konstant. Figur 29 - Bildet viser kretsdesign til spektroskopi kretsen. Her er A og B strømførende elektroder og C og D er pickupelektroder. Parallellkoblingen R 1 og C 1 representerer Z, som er impedansen til vevet. Inngangene til LM308 skal hele tiden nulle ut potensialforskjellen mellom inngangene, det vil si at spenningen på inngangene, inn+ og inn-, vil være lik, Og dermed blir, (17) (18) Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 48 av 70 Side88

89 Siden inngangene til LM308 har lik spenning som det genererte signalet, blir spenningen på utgangen til LT1055 den samme som den vi genererer til LM308. Fra dette kan vi beregne hvor stor strøm som går gjennom vevet. (19) (20) Når vi vet at strømmen er konstant kan vi beregne impedansen, Z, ved hjelp av potensialforskjellen V Z, mellom pickup-elektrodene og strømmen. (21) I midlertid viste det seg at vi ikke fikk kretsen til å virke slik som beskrevet over. Vi har forsøkt å finne grunner til at kretsen ikke virker i neste avsnitt. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 49 av 70 Side89

90 Feilsøking - Simulert i Proteus ISIS og målinger på krets Nedenfor vises målinger fra kretsen, de samme målingene er gjort på kretsen og simulert i Proteus og sammenliknet med de beregnede verdiene. Hvordan målingene er gjort vises på bildene nedenfor og verdiene er vist i Tabell 2. Figur 30 - Bildet viser en simulering av kretsen. Parallellkoblingen som representerer impedansen til vevet er byttet ut med en ohmsk motstand, R1. Og vi måler Vinn-, V1 og strømmen gjennom R1 Figur 31 - Bildet viser den samme kretsen som forrige figur, men her måles spenningen mellom V inn- og V inn+, potensialfallet over R 1 samt V 1. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 50 av 70 Side90

91 I kretssimuleringen får vi store forsterkninger som må utforskes videre for å kunne forklare. I motsetning til simuleringene måler vi spenningsfall i kretsen, disse er riktignok ikke like store som økningene i simuleringen, men det har vist seg vanskelig å forklare spenningsfallene. Tabell 2 Målt verdi Beregnet verdi Simulert verdi V inn- 89,4 mv 100 mv 815 mv V 1 11,16 mv 100 mv 9 V V R1 44,1 mv 100 mv 4,91 V V inn+ - V inn- 1,16 mv 0 V 808 mv I 4,41 µa 10 µa 490 µa Som vist i Tabell 2 er det store sprik mellom beregnede-, målte- og simulerte verdier. Denne kretsen skal brukes til å gjøre medisinske målinger og det er svært viktig at man har kontroll på hvor mye strøm og hvor høy spenning som går i gjennom vevet. Vi har derfor valgt å gå bort i fra denne kretsen. For å illustrere har vi her valgt R 1 = R 2 og det skal medføre at følgende er oppfylt, Målingene viser store avvik fra disse beregningene og vi forsøker nedenfor å gjøre rede for mulige feilkilder. (22) Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 51 av 70 Side91

92 Mulige feilkilder i spektroskopi-kretsen Vi har jobbet lenge med denne kretsen og gjort mye feilsøking. Her er en oversikt over hvordan vi har jobbet for å finne feil i kretsen. Defekte komponenter Begge opampene ble testet hver for seg ved å koble opp som spenningsfølger og som inverterende forsterker. Dette er gjort flere ganger, både LM308 og LT1055 virker som de skal. Feil komponenter Denne kretsen ble designet med LM308 og LT1055 for 17 år siden. Vi fikk tak disse komponentene, med samme navn, men uten garanti om at de virker på samme måte. Vi forsøkte derfor å bytte ut opampene. Kretsen ble koblet om med en dual opamp, OPA1013C, istedenfor LM308 og LT1055. Dette gir liknende resultater som ved simulering og møter ikke de beregnede verdiene. Øke motstander Vi har forsøkt å bytte ut R 2 med 100 kω og R 1 med tre motstander a 10 kω, for så å måle over den midterste motstanden. Dette er for å øke motstanden, men dette har ikke løst problemet med spenningsfallene i kretsen. DC offset Vi har kontrollerte koblingsbrettet for ødelagte baner og om det er kontakt mellom disse. For å teste om det lakk strøm fra spenningskilden til kretsen via ødelagte baner flyttet vi komponentene til et annet brett og målte over banene. Vi har flatkoblet og byttet ut ledninger. Ingen av disse forsøkene har hatt noen innvirkning på potensialfallet. Ved feilsøking har vi funnet en offset ved spenningsforsyningsinngangene på kretsen. Ved å måle over begge over forsyningsinngangene V - og V +, kretsen blir forsynt med ±10 V dc fra Lock-In forsterkerens Aux-utganger. Vi målte riktig spenning direkte på spenningskilden, og deretter koblet vi til kretsen og målte mellom jord og en av forsyningsinngangene. Her er det et potensialfall på nesten 4 V, og offseten bytter plass etter hvilken utgang som kobles til kretsen først. Det vil si at ved å koble til V - først, blir V + lavere og omvendt. For å utelukke Lock-In forsterkeren helt som feilkilde byttet vi til en annen spenningskilde, men fikk de samme resultatene. Da vi byttet spenningskilden med to 9 V batterier ble denne offseten borte. Vi tok derfor noen målinger med oscilloskop og sammenliknet resultatene med både Lock-In forsterkeren og batterier som spenningskilde. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 52 av 70 Side92

93 Oscilloskopmålinger gjort med Lock-In forsterker som spenningskilde Vi målte så signalet mellom jord og inngangen V + med et oscilloskop. Figur 32 viser at signalet blir forsterket i kretsen. Sinussignalet som genereres og sendes inn til V + er på 100 mv og 4096 Hz. Signalet som ble målt med oscilloskopet er på 1,27 V. Figur 32 Oscilloskopbilde av V + viser en forsterkning i kretsen. Så målte vi signalet som går gjennom R 1, dette signalet skal også være en sinus på 100 mv, altså det samme som V generert. Figur 33 viser at signalet er deformert og sterkt forsterket til 9,29 V. Figur 33 - Oscilloskopbilde av signalet gjennom R 1 viser at det er en stor forsterkning i kretsen og at signalet er deformert. Vi tok så en måling av V 1 slik som i simuleringen tidligere i kapitlet og fikk signalet som er vist i Figur 34. Her er det ble signalet målt til 9,49 V. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 53 av 70 Side93

94 Figur 34 Oscilloskopbilde av signal V 1. Målinger gjort med to 9 V batterier som spenningskilde Vi målte så signalet mellom jord og inngangen V + igjen med batterier som spenningskilde. Figur 35 viser at signalet ikke blir forsterket i kretsen. Sinussignalet som genereres og sendes inn til V + er på 100 mv og det er også signalet som ble målt med oscilloskopet. Figur 35 Oscilloskopbilde av V+ med batterier som spenningskilde. Så målte vi signalet som går gjennom R 1, dette signalet skal også være en sinus på 100 mv, altså det samme som V generert. Figur 36 viser at signalet er transformert og forsterket til 3,58 V og at signalet har en frekvens på 10,19 khz. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 54 av 70 Side94

95 Figur 36 - Oscilloskopbilde av signalet gjennom R 1 viser at det er en forsterkning i kretsen og at signalet er deformert. Fordi den andre kretsen virker og på grunn av manglende tid til videre elektronikk testing, valgte vi å forkaste denne spektroskopi-kretsen. Testing Vi benyttet oss av cuff under forsøkene i den tro om at det ville simulere et hematom så likt som mulig. Dette gjorde vi ved å sette en cuff på overarmen til testpersonen. Vi valgte ut to forskjellige frekvenser, henholdsvis 4096Hz og 2048Hz, utifra EPI resultatene. Elektrodene som ble testet ble så videre plassert i to forskjellige konfigurasjoner, skrå- og krysskonfigurasjon som vist i avsnittet om elektrodekonfigurasjon. Under testingen ble cuffen blåst opp slik at den stoppet tilbakestrømning av blod fra armen, henholdsvis ca 180mmhg på Kristian, 140mmHg på Heidi og 160mmhg på Aksel. Dette førte til en ansamling av blod, det vil si økning i volum. Etter å ha latt blodet samle seg i ca. 2 minutter reduserte vi trykket og vi oppnådde hyperemi, som også fører til en endring i volum i armen. Figur 37 viser hvordan forsøket ble utført. Vi benyttet oss av cuff under forsøkene for å simulere et hematom. Det ble imidlertid klart i løpet av testingen at volumendringene som oppstod med cuff, var så små i området vi måler over at de ikke var av signifikant verdi. Dette kan skyldes at volumendringen er så jevnt fordelt over hele armen at vi ikke kan simulere hematom med cuff. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 55 av 70 Side95

96 Figur 37 - Testperson med cuff og fire elektroder i krysskonfigurasjon. Resultater Resultatene vi fikk av de forskjellige testene med de forskjellige konfigurasjonene ble ikke helt slik vi hadde håpet på. Samtlige resultater med begge konfigurasjonene, på begge frekvensene og med de forskjellige forsøkspersonene viste ingen eller meget lite tegn til endring. At resultatene ikke ble slik vi håpet på, er ikke nødvendigvis negativt. Dette kan bety at konfigurasjonene vi hadde valgt ut for testingen, ikke egner seg for denne typen målinger. Det vil si at vi har påvist at pletysmografiske målinger i biologisk vev, burde bruke en annen konfigurasjon på elektrodene enn henholdsvis skrå- og krysskonfigurasjon. Under følger en serie med grafer som viser våre resultater fra forskjellige målingene. For hver måling vises X og Y komponenten, fasen og det målte sinussignalets modul. Alle målingene er gjort med håndsydde elektroder som vist i Figur 37, med cuff og med et 100mV sinussignal på 4096Hz. I hver test ble trykket i cuffen redusert etter ca. 30 sekunder og den røde markøren i grafene viser tidspunktet tilbakestrømningen skjer. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 56 av 70 Side96

97 Krys s konfigurasjon Kryssmåling 1 X [V] Heidi med cuff, syddelektrode i krysskonfigurasjonpå 4096Hz 0, , , , , Tid[s] Heidi med cuff, syddelektrode i krysskonfigurasjonpå 4096Hz 0, , , ,00002 Y0,00001 [V] Tid[s] Graf29 Xog Ykomponententil den målte spenningen. Graf29 viserkomponentenetil signaletsomble målt på Heidimed kryss-konfigurasjon.demålte signalenehar megetsmåendringersomkanskyldesstøy Heidi med cuff, syddelektrode i krysskonfigurasjonpå 4096Hz Tid[s] Modul [V] Heidi med cuff, syddelektrode i krysskonfigurasjonpå 4096Hz 0, , , , , Tid[s] Graf30 Fasenog modulentil det målte signalet. I Graf30 over kanmanseat endringeneer ganskesmå,og at de ikkekanseesnoenklar endringnår cuffenslippes.denmålte faseendringener positiv,men denskulleideelt sett vært negativ. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 57 av 70 Side97

98 Kryssmåling 2 X [V] Akselmed cuff, syddelektrode i krysskonfigurasjonpå 4096Hz 3,06E-05 3,06E-05 3,06E-05 3,05E-05 3,05E-05 3,05E Tid[s] Y [V] Akselmed cuff, syddelektrode i krysskonfigurasjonpå 4096Hz 8,00E-05 6,00E-05 4,00E-05 2,00E-05 0,00E Tid[s] Graf31 viserxog Ykomponentenetil det målte signalet. Akselmed cuff, syddelektrode i krysskonfigurasjonpå 4096Hz 30,00 29,00 28,00 27,00 26,00 25, Tid[s] Modul [V] Akselmed cuff, syddelektrodei krysskonfigurasjonpå 4096Hz 0, , , , Tid[s] Graf32 viserfaseendringog modulentil det målte signalet. HverkenX- og Y-verdiene,faseneller modulenviserendringeri dette forsøket. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 58 av 70 Side98

99 Skrå konfigurasjon Skråmåling 1 Akselmed cuff, syddelektrode i skrå konfigurasjonpå 4096Hz -0, , X -0,00059 [V] -0,0006-0, ,00062 Tid[s] Y [V] Akselmed cuff, syddelektrode i skrå konfigurasjonpå 4096Hz 0, , , , Tid[s] Graf33 Xog Ykomponententil det målte signalet,v Akselmed cuff, syddelektrode i skrå konfigurasjonpå 4096Hz Tid[s] Akselmed cuff, syddelektrode i skrå konfigurasjonpå 4096Hz 0, ,00061 V 0,0006 (V) 0, , , Tid[s] Graf34 viserfaseendringtil venstreog modulentil signalet,v, til høyre. Veddennemålingenvisesdet ingentegn til endringi tidspunktetnår cuffen slippes,men en endring somskjer110sekunderetter trykket på cuffenblir sluppet,ca.140sekunderut i testen. Disse endringeneer små,og er omtrent på: X = 300 V, Y = 3 V, = 3, V = 310 V Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 59 av 70 Side99

100 Skråmåling 2 Akselmed cuff, syddelektrode i skrå konfigurasjonpå 4096Hz(2) -0, , X -0,0005 [V]-0, , ,00053 Tid[s] Y 0,00003 [V] Akselmed cuff, syddelektrode i skrå konfigurasjonpå 4096Hz(2) 0, , Tid[s] Graf35 grafeneviserxog Ykomponentenetil det målte signalet. -86,3-86,4-86,5-86,6-86,7 Akselmed cuff, syddelektrode i skrå konfigurasjonpå 4096Hz(2) Tid[s] Akselmed cuff, syddelektrodei skrå konfigurasjonpå 4096Hz(2) 0, ,00052 V 0,00051 [V] 0,0005 0, , Tid[s] Graf36 Grafeneviserfaseendringtil venstreog modulentil signalet, V, til høyre. Veddennesistetestenfår vi liknenderesultatersomi skråmåling1, ingenendringfør ca125 sekunderut i testen.det vil si at endringenikkeoppstårfør 95 sekunderetter at trykket i cuffen reduseres. Endringeneer omtrent somfølger: X = 30 V, Y = 0V, = 0,2, V = 30 V Vi har ogsåi sluttfaseneavprosjektetgjennomførttester hvor vi har gjort målingerfør cuff ble trykk satt, når denblir trykk satt og etter at trykket har blitt redusert.dissetesteneviserde samme trendenesommålingeneover,med megetsmåendringersomikkeer relatert til trykkendringer. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 60 av 70 Side100

101 Feilkilder Når vi skal snakke om feilkilder ved målingene som vi har foretatt, kan de deles inn i seks grupper: Biologiske, anatomiske og fysiologiske forskjeller Luftfuktighet og temperaturrelaterte feilkilder Støykilder Microsoft Excel LabVIEW programmet Lock-In forsterkeren Biologiske, anatomiske og fysiologiske forskjeller En viktig feilkilde som oppstår med testingen er de forandringene som skjer biologisk med kroppen i løpet av en dag, og de fysiske forskjellene på forsøkspersonene. Det kan ha en del å si for resultatene av målingene om personen som blir testet akkurat har spist, drukket kaffe eller er sulten. Det er derfor viktig at testene gjøres under de samme forutsetningene hver gang. Det være seg at det skal være omtrent like lenge siden forsøkspersonen har spist og drukket, og til omtrent samme tid på dagen. Videre har fysiske og anatomiske forskjeller på forsøkspersonene en del å si, ved sammenligning av resultatene for flere forskjellige personer. Som vi har nevnt tidligere, var det en del forskjell på huden til de som ble testet. Aksel hadde tørr og tykk hud sammenlignet med Heidi. Dette gjør at Aksel har større impedans i huden og derfor kan få annerledes resultater enn Heidi. Andre fysiske faktorer som kan påvirke resultatene, er tykkelsen på armen som blir målt og forskjell i tykkelse muskellag og fettlag. Luftfuktighet og temperaturrelaterte feilkilder En annen form for feilkilder, som ikke er like stor, men fortsatt viktig å nevne er de luftfuktighet og temperaturendringer. Rommet der målingene ble foretatt i løpet av prosjektperioden, var dårlig ventilert. Vi har målt snitt temperatur i rommet og målingene viser endringer på opptil et par grader. Vi har til en hver tid vært tre personer i rommet, med datamaskiner, skjermer og måleapparater skrudd på. Disse til sammen avgir en del varme, som igjen kan være med på å påvirke resultatene av målingene. Det kan være i form av små fysiologiske endringer i testperson eller som små endringer i selve målekretsen og instrumentene. Dette er ikke det største bidraget til feil i målingene våre, men vi føler allikevel at det er viktig å nevne dette. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 61 av 70 Side101

102 Støykilder Den kanskje største og viktigste feilkilden er støy. Støy kan meget lett oppstå når vi arbeider med kretser, ledninger og apparater som til sammen opptar en del plass. Lange ledninger og kretser som ikke er isolert, kan virke som antenner for støy. Bevegelser på ledninger som ligger løst kan gi utslag på eventuelle målinger. Ledninger som krølles, eller ligger nært hverandre, kan medføre en slags kondensatoreffekt som igjen påvirker målingene. Apparater som spenningsgeneratorer og lignende kan også skape støy, derfor er plasseringen av disse viktig for å minimalisere påvirkningen disse har på målingene. For å unngå mest mulig støy, brukte vi litt tid på å sette opp målekretsen vår i forhold til apparatene vi brukte. Vi la ledninger parallelt med en viss avstand eller tvinnet målekablene, for å unngå kondensatoreffekt, og plasserte potensielt støyende apparater så langt unna kretsen og elektrodene som mulig. Vi tapet også kretskort og ledninger fast til bordet, så det ikke skulle bevege seg noe under testing og hadde et felt rundt som vi holdt tomt for støyende elementer. For å redusere støyen ytterligere kunne vi også ha benyttet oss av skjermede kabler til elektrodene, men dette har ikke vært tilgjengelig under prosjektperioden og vi har heller ikke sett på det som nødvendig å gå til anskaffelse av. Ved videre testing vil skjermede kabler være å anbefale. Microsoft Excel En annen type feilkilde vi har i dette prosjektet er valg av programvare for å behandle dataene våre med. Vi har valgt å bruke Microsoft Excel i vårt prosjekt da vi har god erfaring med dette programmet fra før og fordi programmet har vært lett tilgjengelig. Vi brukte Excel fordi vi enkelt kan sette opp regnefunksjoner, grafer og tabeller. Problemet med å bruke Excel er usikkerheten som kan oppstå. Excel kan være et til tider upresist og unøyaktig verktøy for behandling av data. Det kunne ha vært fordelaktig om vi hadde brukt andre programmer som for eksempel MatLab, men da ingen av oss på gruppen har noe erfaring med dette programmet valgte vi det vekk på grunn av tidsbesparelsen. Ved videre arbeid anbefales det å bruke litt tid på å lære seg et bedre verktøy enn Excel. LabVIEW Kommunikasjonstid mellom LabVIEW og Lock-In forsterkeren. Når vi gjør målinger med Lock-In forsterkeren og bruker LabVIEW for å logge målingene, er det en del tid som går. Siden programmet ser etter feil, overload og venter til kommandoene i programmet har blitt utført. Dette medfører at det tar ca. 2,2 sekunder mellom hver måling og at antall målinger under hurtige endring er begrenset. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 62 av 70 Side102

103 Tabell 3 Eksempel på tidsmåling Tiden som er merket i tabell 3 har en innebygd wait funksjon som vi i ettertid eliminerte for målinger med cuff. Dette gjorde målingene ca. 0,5 sek raskere. Det er også mulig å gjøre dette mye raskere ved å ikke ha med noen kontrollfunksjoner og bare ta i mot sendte elementer direkte fra GPIBkabelen. Dette var noe vi ikke valgte å gjøre siden vi ikke helt så behovet, samt at vi valgte å prioritere andre arbeidsoppgaver. Lock-In forsterker Tidskonstanter Ofte er det mange små og raske endringer i signalet som gjør det vanskelig å se hva som foregår. Da bruker vi en tidskonstant som tar gjennomsnittet av de målte målingene over den tiden som vi har valgt. Dette kan gi en liten feilkilde siden det kan føre til en forsinkelse før en endring blir detektert. Det er også ikke alltid så lett å vite hvilken tidskonstant som gir best resultat. Vi forsøkte i begynnelsen å regne ut hvilke tidskonstanter som egner seg til de valgte frekvensene, men fant ut at man må prøve å feile for å finne en passende tidskonstant. DC offset Hvis kretsen har en DC-offset over signal-inngangen som overstiger 1,9V vil dette føre til en overload. Dette fører til at det ikke er mulig å gjøre AC målinger uten at Lock-In forsterkeren går i metning. Dette er ikke et problem direkte siden denne verdien er mye høyere enn hva som skal måles, men det var fremdeles et problem under feilsøking av enkelte kretser. Alt i alt er det mange feilkilder som er med på å påvirke resultatene. Noen av disse feilkildene kan enkelt minimaliseres så deres effekt på resultatene ikke blir så stor, men andre er vanskelige å gjøre noe med og man må ta høyde for dette under målingene. Fakultet for teknologi, kunst og design Postadresse: PB. 4 St. Olavsplass, 0130 Oslo Besøksadresse: Pilestredet 35, 0166 Oslo. Telefon: , postmottak@hioa.no, Side 63 av 70 Side103