Diodilasertekniikan soveltuvuus hengityskaasuanalysaattorin kaasumittauksiin
Ingalsuo, Petri DIODILASERTEKNIIKAN SOVELTUVUUS HENGITYSKAASUANALYSAATTORIN KAASUMITTAUKSIIN, Pro gradu -tutkielma Jyväskylän yliopisto, Liikuntabiologian laitos, 2007. Hengityskaasuanalysaattoreita käytetään kunto- ja kilpaurheilussa maksimaalisen hapenottokyvyn (VO2max) määrittämiseen. Hengityskaasujen analysoinnissa tarvittavien suureiden perusmittaukset ovat hapen (O2) ja hiilidioksidin (CO2) pitoisuuksien sekä hengitystilavuuden (VE) mittaukset. Markkinoilla nykyisin olevissa hengityskaasuanalysaattoreissa on käytössä useita erityyppisiä hapen (galvaaninen polttokenno, paramagneettinen anturi ja elektrokemiallinen kenno) ja hiilidioksidin (infrapuna anturi) mittausmenetelmiä. Hapen ja hiilidioksidin mittaukset ovat nykyisissä laitteistoissa tyypillisesti mitattu erikseen, eri mittausperiaatteilla. Diodilasertekniikka tarjoaa mielenkiintoisen mahdollisuuden yhdistää hapen (O2) ja hiilidioksidin (CO2) mittaukset samaan mittausmenetelmään. Diodilasertekniikalla voidaan laserin aallonpituus säätää elektronisesti mitattavan kaasun absorptioalueelle. Tämä yhdessä diodilaserin kapean emissioviivan kanssa mahdollistaa hyvin selektiiviset mittaukset. Teoriassa diodilasertekniikalla on mahdollisuus päästä parempaan mittaustarkkuuteen, nopeampaan mittaukseen, pienempään fyysiseen laitekokoon, halvempaan hintaan, useampien kaasujen havaitsemiseen, parempaan stabiilisuuteen sekä ylläpidon ja kalibrointitarpeen vähentämiseen. Mittalaitekehityksen kannalta diodilasereiden etuja ovat myös hyvä hyötysuhde, pieni tehonkulutus, pieni koko ja mahdollisuus tehdä mittaus pienestä näytemäärästä. Tämän Pro gradu –tutkielman tarkoituksena oli selvittää diodilaser -tekniikan soveltuvuus hengityskaasuanalysaattorin O2 –mittauksessa. Mittauksissa käytettiin kahta keskenään identtistä hengityskaasuanalysaattoria. Molemmat laitteet olivat Medikron valmistamia 919 Ergospirometria –laitteita. Toisessa analysaattorissa O2 –mittaus oli muutettu diodilaser – tekniikalla toteutetuksi. Referenssilaitteena käytettiin Vuokatin urheiluopiston testiaseman hengityskaasuanalysaattoria. Kaksi keskenään identtistä laitteistoa valittiin, jotta muista tekijöistä kuin O2 –mittauksesta aiheutuvat eroavaisuudet voitiin minimoida. Mittaukset suoritettiin vertailumittauksena, jossa hengityskaasuanalysaattorit kytkettiin rinnakkain siten, että mittaukset oli mahdollista suorittaa yhtäaikaisesti samankaltaisista hengityskaasunäytteistä. Koehenkilöiksi valittiin 11 hyväkuntoista tervettä henkilöä (ikä 27-52 vuotta). Mittaustuloksista analysoitiin yhteensä 560 (30s ajalta keskiarvoistettua) ja 470 (henkäys-henkäykseltä) mittauspistettä. Mittausten tavoitteena oli selvittää diodilasertekniikan soveltuvuus hengityskaasuanalyysissä vertailumittausten avulla. Lisäksi selvitettiin Diodilaser - mittausmoduulilla varustetun Medikron hengityskaasuanalysaattorin suorituskykyä, toistettavuutta ja tarkkuutta kalibrointikaasujen ja koehenkilömittausten avulla. Tulosten analysoinnissa käytettiin Pearsonin korrelaatiokerrointa ja parittaista t-testiä. Menetelmien välistä luotettavuutta tarkasteltiin Bland-Altman analyysillä. Mittaukset osoittivat että true O2, true CO2 ja VE korreloivat merkitsevästi analysaattoreiden välillä (true O2: R2 = 0.995, p<0.001). Alhaiset Bland-Altman arvot kertovat, että vaihtelu kahden eri menetelmän välillä oli erittäin pientä (true O2: B-A = 0.21 (+0.35 – +0.08)). True CO2 ja VE tulokset analysoitiin mittausmenetelmän toimivuuden varmistamiseksi. Analysoidut tulokset varmistivat menetelmän toimivuuden (true CO2: R2 = 0.994, p<0.001) (true CO2: B-A = -0.05 (0.05 – -0.15)) ja vastaavasti (VE: R2 = 0.997, p<0.001) (VE: B-A = 0.36 (+2.16 – -1.44)). Diodilaser O2 -mittaus korreloi suoritettujen testien perusteella erittäin hyvin referenssilaitteessa käytetyn paramagneettisen mittausperiaatteen kanssa. Myös mittaustarkkuuden, -nopeuden ja – toistettavuuden osalta mittaustulokset vaikuttivat lupaavilta. Mittaustulosten perusteella voidaan todeta diodilaser -mittausperiaatteen soveltuvan hyvin hengityskaasuanalysaattorin kaasumittausten mittausperiaatteeksi. Laitteiden vertailumittauksissa saatujen CO2 ja VE mittaustulosten korrelaation perusteella voidaan varmistua mittausmenetelmänä käytetyn vertailumittauksen toimineen luotettavasti. Lisätutkimuksia tarvitaan happi- ja hiilidioksidimittausten yhdistämiseksi samaan laitteeseen, laitekokonaisuuden kehittämiseen sekä mahdollisten muiden kaasujen tunnistamiseen hengitysilmasta.
...
Asiasanat
Metadata
Näytä kaikki kuvailutiedotKokoelmat
- Pro gradu -tutkielmat [29410]
Samankaltainen aineisto
Näytetään aineistoja, joilla on samankaltainen nimeke tai asiasanat.
-
Ohjattavan virtalähteen suunnittelu suuritehoiselle diodilaserille
Perkkiö, Jouko (2008) -
Laser-induced tuning of graphene field-effect transistors for pH sensing
Lampinen, Aku; See, Erich; Emelianov, Aleksei; Myllyperkiö, Pasi; Johansson, Andreas; Pettersson, Mika (Royal Society of Chemistry, 2023)Here we demonstrate, using pulsed femtosecond laser-induced two-photon oxidation (2PO), a novel method of locally tuning the sensitivity of solution gated graphene field-effect transistors (GFETs) without sacrificing the ... -
Laser characterization for 3D imaging sensor
Thaboot, Kodchakorn (2024)The master thesis focuses on the comprehensive characterization of the Time-of-Flight (ToF) module, which incorporates two Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) sources functioning as emitters. The primary objective ... -
Hengityslihasten maksimaalisen voimantuoton mittaaminen WellO2-RHM-suukappaleella : pilottitutkimus
Ryynänen, Herkko (2021)Hengityslihasten voimantuoton mittaaminen on osa hengityselimistön toimintakyvyn arviointia. Mittauksilla voidaan selvittää, onko hengityslihasten voimantuotto heikentynyt, jonka taustalla voivat olla erilaiset neurologiset ... -
Associations of Sleep-Related Outcomes with Behavioral and Emotional Functioning in Children with Overweight/Obesity
Torres-Lopez, Lucia V.; Cadenas-Sanchez, Cristina; Migueles, Jairo H.; Henriksson, Pontus; Löf, Marie; Ortega, Francisco B. (Elsevier BV, 2022)Objective To evaluate the associations of parent-reported sleep-disordered breathing (SDB) and device-assessed sleep behaviors with behavioral and emotional functioning in pediatric patients with overweight/obesity. Study ...
Ellei toisin mainittu, julkisesti saatavilla olevia JYX-metatietoja (poislukien tiivistelmät) saa vapaasti uudelleenkäyttää CC0-lisenssillä.