BWSN AccelerometerJani MäkipääArto Rantala

Wireless biomedical sensors at the hospitalFeb 8th 2008

            VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

2  

Outline

• VTT• Heart acceleration monitoring method• Acceleration monitoring vs. other methods• BWSN solution• Chip integration• Future possibilities

            VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

3  

VTT – Finnish National Research Center

• State operated scientific research institute• Academic and commercial research

• Scientific know­hows include• Electronics and ICT• Chemistry• Biotechnologies• Material technology

• BWSN project• VTT Sensors center, a national center of excellence• Know­hows include: smart sensors, micro mechanical systems, 

nanophysics, RF­systems, integrated circuits 

            VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

4  

Heart Acceleration Monitoring

• Accelerometer is sutured to the heart

• Acceleration monitoring gives real time myocardial information

• Hearts acceleration changes indicate disturbed blood flow to myocardium

• Beat to beat detection of Beat to beat detection of regional myocardial ischemiaregional myocardial ischemia

• Instant occlusion indication!Instant occlusion indication!

            VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

5  

Acceleration Method vs. Other Methods

• More sensitive than• EKG• Hemodynamic monitoring

• Constant monitoring possible• Not possible for echogardiography or angiocardiography

• Added value: facilitation of local detection of parenchymal ischemia• Instant response• Invasive!• Signal processing requirements!

            VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

6  

BWSN ­ Heart Acceleration Monitoring

• Heart acceleration monitoring during surgery

• Commercial accelerometer• 3 axis• ± 2 g

•  Bio­compatible molding and wiring

• Integration with BWSN wireless monitoring system

• Mechanical problems: both sensor and plug end

            VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

7  

Future IC Implementation

• Integration of VTT MEMS and readout electronics

• Challenges:• Form factor critical• Packaging, chip scale• Attachment• Developing costs

• Benefits:• Monitoring during surgery, 

transportation and after surgery treatment

➔ Full time heart monitoring!Full time heart monitoring!

            VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

8  

Holistic Heart Monitoring 

            VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND

9  

Future Possibilities

• Total integration• On­chip processing

• Reduced bandwidth• Smart alerts• Cost effective

• Neural network• Adaptive system• Reduced power 

• Multiple parameter monitoring• Better predictability