title: Development of a 3D tracking sensor for biomedical applications
title: Ανάπτυξη αισθητήρα τρισδιάστατης χωροθέτησης για βιο-ιατρικές εφαρμογές
Creators: name: Πεδιαδιτης Δημητριος
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2020

description: Με την τεχνολογία να εξελίσσεται με τέτοιο ταχύ ρυθμό, δεν είναι περίεργο το γεγονός ότι οι εξελίξεις στην επιστήμη και την μηχανική ενσωματώνονται στον ιατρικό τομέα. 
Οποιαδήποτε νέα γνώση των υπάρχων συστημάτων που αποκτήθηκαν μέσω αναλυτικών τεχνικών βασισμένων στις μηχανικές επιστήμες συμβάλλει στην πρόοδο της ιατρικής. Η ενσωμάτωση αυτή δημιούργησε το διεπιστημονικό πεδίο της βιοϊατρικής και ως εκ τούτου δημιούργησε την ανάγκη ανάπτυξης περισσότερων εφαρμογών στον τομέα αυτό. Οι σημαντικές καινοτομίες στον τομέα της βιοϊατρικής περιλαμβάνουν τεχνολογίες που βελτιώνουν το επίπεδο ζωής, όπως τεχνητά όργανα, βιοαισθητήρες, προσθετικά, χειρουργικές συσκευές, βηματοδότες, EEG, αναγεννητική ιστική ανάπτυξη, φαρμακευτική, αιμοκάθαρση για να αναφέρουμε μερικά. Πολλές βιομηχανικές αναλύσεις πραγματεύονται επίσης την παρακολούθηση θέσης. Η αυξανόμενη ζήτηση για χαμηλού κόστους, φορητούς και ανθεκτικούς αισθητήρες οδηγείται από αυτό το είδος εφαρμογής.
Σε αυτή τη διατριβή, αναπτύχθηκε μια χαμηλού κόστους, χαμηλής ισχύος φορητή και ανθεκτική συσκευή χρησιμοποιώντας έναν αισθητήρα που ονομάζεται Μονάδα Αδρανειακής Μέτρησης. Αυτός ο αισθητήρας περιέχει ένα επιταχυνσιόμετρο 3 αξόνων, ένα γυροσκόπιο 3 αξόνων και συχνά ένα μαγνητόμετρο 3 αξόνων. Μια Αδρανειακή Μονάδα Μέτρησης δεν μπορεί να παράσχει απευθείας 3D συντεταγμένες και έτσι αναπτύχθηκε επίσης ένα λογισμικό ικανό να παρέχει την μετατόπιση του αισθητήρα σε τρισδιάστατες συντεταγμένες. Το κίνητρο για αυτή την εργασία ήταν να κατασκευαστεί μια συσκευή με επαρκή ακρίβεια, φορητή, με το χαμηλότερο δυνατό κόστος που μπορεί να ενσωματωθεί σε βιοϊατρικές εφαρμογές.
description: With technology advancing at such a rapid pace, it is no wonder that the developments in science and engineering are being integrated into the medical sector. Any new knowledge of living systems gained through analytical techniques based on engineering sciences contribute to the progress of medicine. This integration has given rise to the interdisciplinary field of biomedical and as a result, created the need to develop more applications at this field. Prominent breakthroughs in the biomedical field include life-saving and life-changing technology such as artificial organs, bio-sensors, prosthetics, surgical devices, pacemakers, EEGs, regenerative tissue growth, pharmaceutical drugs, kidney dialysis, to name a few. Many biomechanical analyses are also interested in the position tracking. The growing demand for low-cost, portable and durable sensors is driven by this type of application.
In this thesis, a low-cost, low power, portable and durable device was developed by using a sensor called Inertial Measurement Unit (IMU). This sensor contains of a 3-axis accelerometer, a 3-axis gyroscope and often a 3-axis magnetometer. An Inertial Measurement Unit cannot provide directly 3D coordinates thus a software was also developed that is capable of providing the displacement of the sensor in 3D coordinates. The motivation for this work was to construct a device with adequate accuracy, portable, with the lowest cost as possible that can be embedded in biomedical applications.