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Vanaf gisteren zit Nederland in een harde lockdown. Het AD: “Lang was een harde lockdown iets voor andere landen, wij deden het ‘intelligent’ of ‘gedeeltelijk’. Maar nu pakt het kabinet toch de grote hamer en gaat Nederland een maand lang bijna helemaal op slot. Waar ging het mis?”

Daarbij noemt het AD 4 redenen:

  1. Gedrag: de pure angst is weg
  2. Scholen: ‘kinderen wellicht onderschat’
  3. Seizoenseffect: ‘Speelt zeker mee’
  4. Beleid: ‘Te traag, te laat’

Social Distance

Het artikel noemt dat in het begin van het jaar veel mensen thuis bleven vanwege angst zelf corona te krijgen. Nu blijkt dat niet iedereen met covid-19 meteen op de IC komt, is deze angst verdwenen. Daarbij is de rek er bij mensen uit, om gedragsregels na te leven.

Dat uit zich in het feit dat mensen veel minder thuis blijven: meer winkelen, meer reizen en steeds vaker op het werk. Daarbij wordt tevens de social distance niet altijd in acht gehouden: naast het zoveel mogelijk thuis blijven het handhaven van de social distance een van de voornaamste manieren om covid verspreiding tegen te gaan.

Een andere reden is dat de verspreiding van Covid bij kinderen, vooral die tussen 12 en 18 jaar, onderschat is. 8,5% van de herleidbare besmettingsbronnen van de afgelopen week was te herleiden naar school of kinderopvang. Daarnaast is het moeilijk grip te krijgen op de verspreiding onder de jeugd: de meeste jongeren hebben geen of slechts milde klachten. Daardoor kunnen ze corona binnen het gezin en verder verspreiden, die op hun beurt kwetsbare groepen als ouderen kunnen besmetten.

Seizoenseffect

Het artikel: “Weer en klimaat spelen een rol, zegt Osterhaus, al durft hij er geen gewicht aan te hangen. ,,De combinatie van temperatuur, uv-licht en vochtigheid telt mee, ik weet het zeker. Bovendien zitten we meer binnen bij kou en hoesten we elkaar eerder aan. Maar hoe groot het seizoenseffect is weten we nog niet. Feit is dat ook in warme landen dit virus nog altijd problemen geeft.”

Beleid te traag?

“Osterhaus zegt het al maanden, ic-boegbeeld Diederik Gommers pleitte er afgelopen weekeinde ook voor: de regering moet sneller reageren op de curve van het virus. Dat betekent: harder ingrijpen als aantallen oplopen, maar ook eerder versoepelen als corona een tandje terugschakelt.”

Wij durven geen uitspraken te doen of het beleid te traag was. Wel: wanneer Nederlanders de maatregelen als zoveel mogelijk thuis blijven en het handhaven van de social distance hadden nageleefd, zou er waarschijnlijk geen lockdown nodig zijn geweest.

Advanced Solutions Nederland kan helpen met het handhaven van de social distance op het werk, openbare gebouwen en scholen. Juist in situaties waar de social distance wel eens vergeten wordt, kan een covid buzzer helpen. Daarnaast is de Covid Airmex ontwikkeld: een device die controleert of de temperatuur, luchtvochtigheid, vluchtige stoffen en co2 optimaal zijn om de verspreiding van het covidvirus zoveel mogelijk tegen te gaan.

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As of today, the Netherlands is in a hard lockdown. The Dutch Newspaper AD: “For a long time a hard lockdown was something for other countries, we did it ‘intelligently’ or ‘partially’. But now the cabinet takes the big hammer and the Netherlands is almost completely locked up for a month. Where did it go wrong?


The AD mentions 4 reasons:

  1. Behavior: the pure fear is gone
  2. Schools: ‘children perhaps underestimated
  3. Seasonal effect: ‘Definitely plays along’.
  4. Policy: ‘Too slow, too late

Social Distance


The article mentions that in the beginning of the year many people stayed at home. Because of fear of getting corona themselves. Now it turns out that not everyone with covid-19 immediately comes to the ICU, this fear has disappeared. In addition, people are stretched to comply with the rules of conduct.

People stay at home much often: they travel and shop more and are more often physcial at work. At the same time, social distance is not always taken into account: in addition to staying at home as much as possible, maintaining the social distance remains one of the main ways to prevent the spread of covid.

Another reason is that the spread of Covid among children, especially those between the ages of 12 and 18, is underestimated. 8.5% of the last week’s traceable sources of infection could be traced back to school or child care. In addition, it is difficult to get a grip on the spread among young people: most of them have no or only mild symptoms. As a result, they can spread corona within the family and further, which in turn can infect vulnerable groups such as the elderly.

Seasonal effect

The article: “Weather and climate play a role, says Osterhaus, even if he doesn’t dare hang a weight on it. “The combination of temperature, UV light and humidity counts, I’m sure. What’s more, we’re more indoors when it’s cold and we’re more likely to cough at each other. But we don’t know yet how big the seasonal effect is. The fact is that even in warm countries this virus still causes problems”.


Policy too slow?

“Osterhaus has been saying it for months, ic figurehead Diederik Gommers also argued last weekend: the government must react more quickly to the curve of the virus. That means intervening harder when numbers increase, but also more flexibly when the corona slows down a bit”.


We don’t dare saying whether the policy was too slow. Still: if the Dutch had kept the measures at home as much as possible and maintained social distance, there would probably have been no need for lockdown.

Advanced Solutions Netherlands helps to maintain social distance at work, public buildings and schools. Especially in situations where the social distance is sometimes forgotten, a covid buzzer can help. In addition, the Covid Airmex has been developed: a device that checks whether the temperature, humidity, volatiles and co2 are optimal to prevent the spread of the covid virus as much as possible.

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Bei der EKG-Signalverarbeitung ist die Rauschunterdruckung von 50/60Hz-Powerline-Interferenzen aus empfindlichen, informationsreichen biomedizinischen EKG-Wellenformen eine herausfordernde Aufgabe! Die Herausforderung wird durch die Anpassung an die Auswirkungen des EMG, wie z.B. die Bewegung von Gliedmaßen/Rumpf des Patienten oder sogar die Atmung, noch komplizierter. Ein traditioneller Ansatz, der von vielen angenommen wird, ist die Verwendung eines IIR-Kerbfilters zweiter Ordnung:

\(\displaystyle H(z)=\frac{1-2cosw_oz^{-1}+z^{-2}}{1-2rcosw_oz^{-1}+r^2z^{-2}}\)

wobei \(w_o=\frac{2\pi f_o}{fs}\) die Mittenfrequenz, \(f_o\) die Kerbe und \(r=1-\frac{\pi BW}{fs}\) die Bandbreite (-3dB-Punkt) der Kerbe steuert.

Wo liegt die Herausforderung?

Wie oben gesehen, ist \(H(z) \) einfach zu implementieren, aber die Schwierigkeit liegt darin, einen optimalen Wert für \(r\), zu finden, da eine wünschenswerte scharfe Kerbe bedeutet, dass die Pole nahe am Einheitskreis liegen (siehe rechts).

In Gegenwart von stationären Störungen, z.B. wenn der Patient absolut ruhig ist und die Auswirkungen der Atmung auf die Sensordaten minimal sind, ist dies möglicherweise kein Problem.

Betrachtet man jedoch die Auswirkungen von EMG auf die erfasste Wellenform (eine viel realistischere Situation), verursacht die Rückkopplung (Pole) des IIR-Filters ein Klingeln auf der gefilterten Wellenform, wie unten dargestellt:

Contaminated ECG with non-stationary 50Hz powerline interference (FIR filtering), ECG sigal processing, ECG DSP, ECG measurement

Verschmutztes EKG mit nicht-stationären 50Hz-Stromleitungsstörungen (IIR-Filterung)

Wie oben zu sehen ist, wurde zwar ein Großteil der 50Hz-Stromleitungsstörungen beseitigt, aber es gibt immer noch ein deutliches Ringing um die Hauptspitzen herum (gefilterter Ausgang in rot dargestellt). Dieses Ringing ist für viele biomedizinische Anwendungen unerwünscht, da wichtige kardiale Informationen wie das ST-Segment nicht eindeutig analysiert werden können.

Der Frequenzgang des IIR, der zur Filterung der obigen EKG-Daten verwendet wird, ist unten dargestellt.

IIR notch filter frequency response, ECG signal processing, ECG DSP, ECG  measurement

Frequenzgang des IIR-Kerbfilters

Die Analyse des Diagramms zeigt, dass die Gruppenlaufzeit (group delay, oder durchschnittliche Verzögerung) des Filters nichtlinear ist, aber in den Durchlassbereichen fast Null ist, was bedeutet, dass keine Verzerrung vorliegt. Die Gruppenlaufzeit bei 50 Hz steigt auf 15 Abtastwerte an, was die Quelle des Schwingens ist – wobei die Gruppenlaufzeit umso größer ist, je näher sich die Pole am Einheitskreis befinden.

ASN FilterScript bietet Designern die Funktion notch(), die eine direkte Implementierung von H(z), ist, wie unten gezeigt:

ClearH1;  // clear primary filter from cascade
ShowH2DM;   // show DM on chart

interface BW={0.1,10,.1,1};

Main()

F=50;
Hd=notch(F,BW,"symbolic");
Num = getnum(Hd); // define numerator coefficients
Den = getden(Hd); // define denominator coefficients
Gain = getgain(Hd); // define gain

Savitzky-Golay FIR-Filter

Eine Lösung für das oben erwähnte Ringing sowie die Rauschunterdrückung kann durch einen Savitzky-Golay-Tiefpass-Glättungsfilter erreicht werden. Diese Filter sind FIR-Filter und haben daher keine Rückkopplungskoeffizienten und kein Ringing!

Savitzky-Golay-(Polynom-)Glättungsfilter oder Glättungsfilter der kleinsten Quadrate sind Verallgemeinerungen des FIR-Durchschnittsfilters, die den Hochfrequenzanteil des gewünschten Signals besser erhalten können, auf Kosten der Entfernung von nicht so viel Rauschen wie ein FIR-Durchschnitt. Die besondere Formulierung von Savitzky-Golay-Filtern bewahrt verschiedene Momentenordnungen besser als andere Glättungsmethoden, die dazu neigen, Spitzenbreiten und -höhen besser als Savitzky-Golay zu erhalten. Als solche sind Savitzky-Golay-Filter sehr gut für biomedizinische Daten, wie z.B. EKG-Datensätze, geeignet.

Eliminierung der 50Hz-Powerline-Komponente

Beim Entwurf eines Savitzky-Golay-Filters 18. Ordnung mit einer Polynomanpassung 4. Ordnung (siehe den Beispielcode unten) erhalten wir einen FIR-Filter mit einer Nullverteilung, wie rechts dargestellt. Da wir jedoch die 50Hz-Komponente vollständig eliminieren möchten, kann der P-Z-Editor des Tools verwendet werden, um ein Nullpaar (grün dargestellt) auf genau 50Hz zu schieben.

Der resultierende Frequenzgang ist unten dargestellt, wobei zu erkennen ist, dass bei genau 50 Hz eine Kerbe vorhanden ist und die Gruppenlaufzeit von 9 Proben (in violett dargestellt) über das Frequenzband konstant ist.

FIR  Savitzky-Golay filter frequency response, ECG signal processing, ECG DSP, ECG measurement

FIR Savitzky-Golay-Filter-Frequenzgang

Wir lassen den verunreinigten EKG-Datensatz durch unseren optimierten Savitzky-Golay-Filter laufen und passen ihn an die Gruppenverzögerung an, die wir erhalten:

Contaminated ECG with non-stationary 50Hz powerline interference (FIR filtering), ECG signal processing, ECG digital filter, ECG filter designa

Verschmutztes EKG mit nicht-stationären 50Hz-Stromleitungsstörungen (FIR-Filterung)

Wie man sieht, gibt es keine Anzeichen für ein Klingeln, und die ST-Segmente sind jetzt für die Analyse deutlich sichtbar. Beachten Sie auch, wie der Filter (rot dargestellt) das Messrauschen reduziert hat, was die praktische Anwendbarkeit von Savitzky-Golay-Filtern für die biomedizinische Signalverarbeitung unterstreicht.

Ein Savitzky-Golay kann in ASN FilterScript über die Funktion savgolay() wie folgt entworfen und optimiert werden:

ClearH1;  // clear primary filter from cascade

interface L = {2, 50,2,24};
interface P = {2, 10,1,4};

Main()

Hd=savgolay(L,P,"numeric");  // Design Savitzky-Golay lowpass
Num=getnum(Hd);
Den={1};
Gain=getgain(Hd);

Bereitstellung

Dieser Filter kann nun über den automatischen Code-Generator des Werkzeugs in einer Vielzahl von Domänen eingesetzt werden, was einen schnellen Einsatz in Matlab-, Python- und eingebetteten Arm Cortex-M-Geräten ermöglicht.

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When we think of air quality, people mostly think of the outside world, smog from cars and industry or the fresh air of woods. However, 90% of our daily life is spent indoors: our home, workplace, public buildings and schools. Indoor quality is one of the most important components of well-being, feeling comfortable in a room.  Besides, bad air quality has implications on your productivity and may even harm your health. The Volatile organic components (VOC) may be the least known.

TVOCS affects the wellbeing, feeling comfortable and health

TVOCs affect your sense off wellbeing and if you feel comfortable inside a building. Some VOC’s are even bad for health. Some VOCs are more harmful than others. If a TVOC is harmful also depend on factors as level of exposure and length of time being exposed. Besides, some people -especially children and elderly people- have a higher sensibility then others. Immediate symptoms that some people have experienced soon after exposure to VOCs are eye and respiratory tract irritation, headaches, dizziness, visual disorders and memory impairment. An example: some people get immediately a headache from being in a room which is just painted. Others may find the smell just uncomfortable.

TVOCs can cause:

  • Headaches
  • Dizziness
  • Nausea
  • Eye, nose, and throat irritation
  • Coordination loss
  • Fatigue
  • Some VOC’s (as toluene) cause irritation at normal levels, eg allergic skin reactions
  • Bad odor and stale air are uncomfortable and affect people’s feeling of cleanliness
  • Some VOC’s as formaldehyde can cause cancer. VOC’s for a long-term exposure in large doses can damage liver, nervous system and kidneys

What is TVOC?

What is TVOC? TVOC means Total Volatile Organic compounds. Volatile organic compounds are organic chemicals that become a gas at room temperature. There are thousands of VOCs and a multiple of VOC’s are at the same time present. Therefore, the Total VOC is used at most times: measuring the concentration of the total of VOC’s This is easier and less expensive then measuring individual VOC’s.

Some examples of VOC’s are:

  • Benzene
  • Ethylene glycol
  • Formaldehyde
  • Methylene chloride
  • Tetrachloroethylene
  • Toluene

Where do you find VOC’s?

VOC’s come from many sources, even yourself can be a polluter!

  • Products
  • Outside world

VOC in Products

Many VOC’s come from:

  • Cleaners and disinfectants
  • Pesticides
  • Air fresheners
  • Paints and solvents
  • Glue
  • New furniture and carpets
  • Construction materials
  • Electronic devices
  • Plywood

So, some VOC’s may come from everyday life, especially found in sprays and aerosols from cleaners and such. Besides, new construction and renovation may cause significant health concerns. Construction materials, but also the new furniture, carpets and plywood may increase the indoor concentration of VOC’s due to off-gassing. Until the off-gassing has declined, those new products may cause serious threats to your well-being. You can be a polluter yourself, however often far less dangerous then products do.

VOC in the outside world

Vehicle exhaust and indusstry pollution may also cause bad indoor air quality when the polluted air can enter the building due to open windows or air condition that doesn’t work properly. Especially when the building stands in congested or industrial areas.

Are all VOC’s harmful?

“EPA’s Total Exposure Assessment Methodology (TEAM) studies found levels of about a dozen common organic pollutants to be 2 to 5 times higher inside homes than outside, regardless of whether the homes were located in rural or highly industrial areas. Additional TEAM studies indicate that while people are using products containing organic chemicals, they can expose themselves and others to very high pollutant levels, and elevated concentrations can persist in the air long after the activity is completed.” (What are volatile organic compounds (VOCs)?, EPA,  https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/what-are-volatile-organic-compounds-vocs)

TVOC can be measured in micrograms per cubic meter (µg/m3) of air (or milligrams per cubic meter (mg/m3), parts per million (ppm) or parts per billion (ppb)). The table below shows that less than 0.3 mg/m3 are considered low TVOC concentration levels. And levels between 0.3 mg/m3 to 0.5 mg/m3 are acceptable.

TVOC Level mg/m3Level of Concern
Less than 0.3 mg/m3Low
0.3 to 0.5 mg/m3Acceptable
0.5 to 1 mg/m3Marginal
1 to 3 mg/m3High
TVOC Level mg/m3 and Level of Concern

The ASN Airmex measures the TVOC in your building, for a safe and comfortable indoor air quality

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