Messung

Messaufgabe:

Aktuelle Untersuchung für den Funktionsnachweis von bioscan-swa! Von verschiedenen Stellen wird behauptet, dass der bioscan-swa keine Messung durchführt. Mit dieser Untersuchung soll der Nachweis eines Messvorganges erbracht werden. Die Komplexität der Nachweise ist z.B für einen NDR und BR Experten und Sportwissenschaftler vermutlich nur schwer nachzuvollziehen. Trotzdem möchten wir unsere Ergebnisse der Öffentlichkeit präsentieren.
Damit der bioscan-swa (im Nachfolgenden nur „bioscan“ genannt) eine Messung durchführen kann, müssen zwei Anforderungen erfüllt sein:

  1. Der bioscan muss die angeschlossene Person mit einem Messsignal versorgen, um eine Messung vornehmen zu können.
  2. Es muss ein Informationstransfer zum Computer stattfinden, um die Messergebnisse zu ĂĽbertragen.

Nachweis der Messung

1.Für den Nachweis finden folgende Messungen statt:Wird ein Messsignal vom bioscan abgegeben, dann muss dieses Signal an den Handelektroden nachweisbar sein. Hierzu werden die beiden Handelektroden parallel ausgerichtet und mit einem leitfähigen Medium (sonst findet keine Messung statt) verbunden. Das leitfähige Medium besteht je nach Versuchsanordnung aus einem nassen Lappen oder einem Wasserbad (Wanne mit einem Liter Wasser befüllt). Die beiden Handelektroden stellen eine Dipolantenne dar, deren Feld mit einer Antenne, die sich parallel dazu in einem Abstand von ca. 1 cm zu den Elektroden befindet, erfasst wird. Die Antenne ist an einen Spektrumanalysator oder an ein Breitbandmessgerät angeschlossen (siehe Abbildung 1).

Abbildung 1: Messaufbau mit dem Breitbandmessgerät

2. Der bioscan ist mit einer USB-Schnittstelle mit dem Computer verbunden. Findet ein Informationstransfer statt, muss dieser ĂĽber die USB-Schnittstelle laufen. Um den Informationstransfer zu ermitteln, wird ein USB-Sniffer auf dem Computer eingesetzt. Die ausgetauschten Informationen zeichnet der USB-Sniffer auf. Die Auswertung der ausgetauschten Daten findet ĂĽber eine erstellte Ecxel-VBA-Software statt.

Messgeräte für die Messsignale:
– Spektrumanalysator FSH6 von Rohde und Schwarz mit Teleskopantenne ROD 160 von Hung Chang
– Frequenzmessgerät von Endotronic mit eingebauter Teleskopantenne im HF-Bereich

Analyse-Tool fĂĽr die Tonsignale:

-DAT-Recorder DR-05 von Tascam
– WavLab Elements von Steinberg

Analyse-Tool fĂĽr die USB-Schnittstelle:
– Free-USB-ANALYZER

  1. Beschreibung der Aufzeichnungen der Messsignale
    Vorausgehende Messungen mit dem Spektrumanalysator haben ergeben, dass der bioscan im Frequenzbereich zwischen 20 und 260 MHz Signale ausgesendet, wenn er die USB-Schnittstelle gesteckt wird (Ruhezustand). Während der Messung ändern sich die abgestrahlten Frequenzen und
    Signale.
    Die dargestellten Spektren (siehe Abbildung 2) sind mit dem Trace-Mode „MAX HOLD“ aufgezeichnet, der die Maxima der detektierten Signale für die Dauer des Aufzeichnungsvorganges speichert.

Abbildung 2: Spektren des bioscan

Die Spektren zeigen die unterschiedlichen Zustände des bioscan. Im Ruhezustand strahlt der bioscan bereits ein Spektrum ab, dessen Pegel sich während des Messvorganges ändern. Somit ist die Bedingung 1 erfüllt, dass der bioscan ein Messsignal abstrahlt. Die zweite Analyse mit dem Breitbandmessgerät zeigt (Abbildung 3). Das Frequenzmessgerät stellt die gemessenen Signale akustisch dar, die ein DAT-Recorder über den Kopfhörerausgang aufgezeichnet. Die so erhaltenen Tonsignale werden einer Spektralanalyse mit WaveLab Elements unterzogen.

Auch bei der Messung mit dem Breitbandmessgerät kann man den Messvorgang des bioscan eindeutig von seinem Ruhezustand (nur in USB-Schnittstelle) unterscheiden. Diese bestätigt die vorherige Messung mit dem Spektrumanalysator.


2. Analysen an der USB-Schnittstelle

Aus der Datenfolge an der USB-Schnittstelle lassen sich verschiedene Phasen identifizieren:

  1. Ruhezustand
  2. Messvorgang
  3. Speichervorgang

Analyse des Ruhezustandes
Nach Einstecken in die USB-Schnittstelle sendet der bioscan Meldungen in einem konstanten Zeitraster an den Computer. Tabelle 1 zeigt einen Ausschnitt aus dieser Sequenz. Die Meldungen an den Computer tragen die Kennung „UP“, Meldungen vom Computer an den bioscan werden mit „DOWN“ bezeichnet.

Nummer Absolute Zeit Zeitdiffernz Richtung
5 26:16,2 0,1739752 UP
7 26:16,3 0,1729761 UP
9 26:16,5 0,1739784 UP
11 26:16,7 0,1729778´ UP
13 26:16,9 0,1729753 UP
15 26:17,0 0,1739764 UP
17 26:17,2 0,1729185 UP

Tabelle 1: Meldungen vom bioscan an den Computer im Ruhezustand

Die nachfolgende Abbildung 4 zeigt den Inhalt einer Meldung vom bioscan an den Computer.

Abbildung 4: Meldung vom bioscan an den Computer

Analyse des Messvorganges
Wird nun am Computer der Messvorgang gestartet, sendet der Computer eine Meldung an den bioscan.

Abbildung 5: Meldungen vom Computer an den bioscan am Start und während des Messvorganges

Den Meldungen des Computers antwortet der bioscan wiederum mit Meldungen.

Abbildung 6: Beispiel von Meldungen des bioscan an den Computer

Nachfolgend ist ein Ausschnitt aus der Kommunikation während des Messvorganges dargestellt. Diese Paketabfolge wiederholt sich in ähnlicher Anordnung während des gesamten Messvorganges.

Nummer Absolute Zeit Zeitdiffernz Richtung
167 26:29,1 0,1044948 DOWN
169 26:29,1 0,0009963 UP
171 26:29,2 0,0679702 UP
173 26:29,2 0,0394328 DOWN
175 26:29,2 0,0009963 UP
177 26:29,2 0,0040365 DOWN
179 26:29,2 0,0009806 UP
181 26:29,3 0,10189 DOWN
183 26:29,3 0,0009955 UP
185 26:29,3 0,0038869 DOWN
187 26:29,3 0,0009707 UP
189 26:29,3 0,0159783 UP
191 26:29,4 0,0851246 DOWN
193 26:29,4 0,0009951 UP
195 26:29,5 0,0869957 UP

Tabelle 2: Ausschnit der Kommunikation während des Messvorganges

Hierbei lassen sich zwei Sequenzen unterscheiden.

  1. DOWN – UP
    Die Antwort des bioscan auf die Meldung vom Computer kommt in dieser Sequenz nach
    einer relativ konstanten Zeit.
  2. DOWN – UP –UP
    Die erste Antwort des bioscan kommt in einem konstanten Zeitraster, während die zweite
    Antwort mit erheblichen Zeitdifferenzen erscheint.

Der Inhalt der Antworten des bioscan während der Messung variiert höchstens im zweiten Byte. Dieses Byte ändert sich auch, wenn kein leitfähiger Kontakt zwischen den Elektroden besteht. Hieraus kann geschlossen werden, dass der bioscan mit dem zweiten Byte eine Information über den Elektrodenkontakt liefert. Das zweite Byte kann daher nicht für einen Informationstransfer zur Verfügung stehen. Somit kann angenommen werden, dass durch die unterschiedlichen
Antwortzeiten der zweiten Meldung an den Computer die Messinformation übertragen wird. Eine computergestützte Auswertung (Ecxel-VBA-Skript) extrahiert die Antwortzeiten der zweiten Antwort des bioscan während des Messvorganges und stellt sie grafisch dar. Dabei ist zu erwarten, dass sich die Grafiken deutlich unterscheiden, wenn zwei unterschiedliche Personen mit dem bioscan
gemessen werden.

Abbildung 7 und Abbildung 8 zeigen wie zu erwarten deutliche Unterschiede. Es lässt sich folgern, dass die Annahme eines Informationstransfers über Zeitfenster korrekt ist und eine Messung stattfindet. Das zweite Kriterium eines Informationstransfers für eine tatsächlich stattfindende Messung findet sich hier bestätigt. Der Messvorgang beendet der Computer mit einer veränderten Signalisierung im zweiten Byte anden bioscan.

Abbildung 9: Meldung vom Computer an den bioscan zum Beenden des Messvorganges

Nach der Messung ist noch eine Speicherung notwendig. Der Speichervorgang nutzt ebenfalls wieder Zeitfenster, um Informationen zu ĂĽbertragen.

Analyse des Speichervorganges
Den Speichervorgang startet der Computer wieder mit einer anderen Meldung an den bioscan.

Abbildung 10: Meldungen vom Computer an den bioscan während des Speicherns

Für den Informationstransfer während der Speicherung wird wieder das gleiche Verfahren, wie bei der Messung verwendet. Daher kann geschlossen werden, dass auch während der Speicherung ein Informationstransfer stattfindet.

Auch stellt die computergestütze Auswertung die Zeiten der zweiten Antwort des bioscan wie zuvor graphisch dar. Es lässt sich vermuten, dass die Auswertung von unterschiedlichen Personen sich dementsprechend unterscheiden.

Wiederum ist der Unterschied zwischen den beiden Personen zu erkennen, so dass ein weiterer Hinweis für eine tatsächliche Messung gegeben ist

3. Weitere Messungen

Nachfolgend erscheinen noch Messbeispiele, die das zuvor beschriebene untermauern sollen.
Beispiele von Messungen mit 4 Erwachsenen und 2 Kinder Zunächst sind von alle sechs die Werte während der Messung dargestellt und im Anschluss die Speichervorgänge. Von den Datensätzen werden dann die Mittelwerte gebildet und diese dann im Vergleich grafisch dargestellt.

Beispiele von Messungen mit einem nassen Lappen
Die bioscan-Software wird dazu mit einem Datensatz von einem Menschen gespeist. Der nasse Lappen zwischen den Handelektroden stellt die leitfähige Verbindung für den Messvorgang her. Weil der bioscan nicht wissen kann, dass das Messobjekt kein Mensch sondern ein Lappen ist, findet in diesem Fall eine Analyse wie bei einem Menschen statt. Mit dem gleichen Datensatz wird eine zweite Messung ausgeführt. Allerdings wird zuvor Magnesiumchlorid (MgCl2) auf den Lappen gestreut. Es ist dann zu vermuten, dass sich die Messergebnisse von der vorherigen Messung unterscheiden.

Abbildung 27: Nasser Lappen um Handelektroden mit MgCl2

Zunächst sind die Ergebnisse während der Mess- und Speichervorgänge dargestellt.

Bereits bei diesen Darstellungen sind deutlich Unterschiede zwischen dem nassen Lappen ohne und mit Magnesiumchlorid zu sehen.

Anschließend sind jetzt noch die Mittelwerte der Messvorgänge
zusammengefasst

Sowohl bei den Antwortzeiten als auch bei den Mittelwerten sind deutliche Unterschiede zwischen den Messungen zu erkennen.

Weitere Nachweise einer Messung des bioscan-swa

Version:1.0 StartHTML:0000000256 EndHTML:0000050393 StartFragment:0000049471 EndFragment:0000050353 SourceURL:file:///C:/Users//AppData/Local/Microsoft/Windows/INetCache/Content.Outlook/53ABP0B3/Ergebnis_SalzbergMessungen_2019-02-14.doc

1      Einleitung

Verschiedene Seiten zweifeln an, dass der bioscan eine tatsächliche Messung durchführt. Der folgende Versuchsaufbau soll Hinweise liefern, dass der bioscan tatsächlich eine Messung an einem Messobjekt vornimmt. Fünf Datensätze von real existierenden Personen stellen die Grundlage für die Messung dar. Allerdings besteht das Messobjekt aus einem nassen Lappen, auf den nach drei vorangegangen Vergleichsmessungen Salz aufgestreut wird. Danach finden noch vier weitere Messungen mit dem aufgestreuten Salz statt.

Version:1.0 StartHTML:0000000256 EndHTML:0000053947 StartFragment:0000050836 EndFragment:0000053907 SourceURL:file:///C:/Users//AppData/Local/Microsoft/Windows/INetCache/Content.Outlook/53ABP0B3/Ergebnis_SalzbergMessungen_2019-02-14.doc

1.1     Datensätze (real existierende Wertekombinationen)

  1. Salzberg_1:Ă‚  13.04.1965 /Ă‚  58 kgĂ‚  /170 cm / w
  2. Salzberg_1N:Ă‚  27.08.1963 / 67 kg / 169 cm / w
  3. Salzberg_3:Ă‚  12.05.1973 / 68 kg / 168 cmĂ‚  / m
  4. Salzberg_4:Ă‚  24.07.1970 / 105 kg / 182 cm / m
  5. Salzberg_5:Ă‚  15.03.1957 / 72 kg / 163 cm / w
  6. Salzberg_6: 25.06.1963 / 98 kg / 182 cm / m

Das aufgestreute Salz besteht in einer Messreihe aus Magnesiumchlorid (MgCl2) und in einer anderen Messreihe aus Kaisernatron (NaHCO3). Folgende Messreihen finden mit den Datensätzen statt:

Version:1.0 StartHTML:0000000256 EndHTML:0000053864 StartFragment:0000050837 EndFragment:0000053824 SourceURL:file:///C:/Users//AppData/Local/Microsoft/Windows/INetCache/Content.Outlook/53ABP0B3/Ergebnis_SalzbergMessungen_2019-02-14.doc

1.1     Messreihen mit Magnesium

Verwendete Datensätze: Salzberg_1 und Salzberg_3 bis Salzberg_6

  1. Messung 1 mit nassem Lappen in Frischhaltefolie eingepackt
  2. Messung 2 (wiederholte Messung mit Aufbau von Messung 1)
  3. Messung 3 (wiederholte Messung mit Aufbau von Messung 1)
  4. Messung 4 mit gleichem nassem Lappen in Frischhaltefolie eingepackt und MgCl2 aufgebracht
  5. Messung 5 (wiederholte Messung mit Aufbau von Messung 4)
  6. Messung 6 (wiederholte Messung mit Aufbau von Messung 4)
  7. Messung 7 (wiederholte Messung mit Aufbau von Messung 4)

1.3 Messreihen mit Kaisernatron

Verwendete Datensätze: Salzberg_1N und Salzberg_3 bis Salzberg_6
1) Messung 1 mit nassem Lappen in Frischhaltefolie eingepackt
2) Messung 2 (wiederholte Messung mit Aufbau von Messung 1)
3) Messung 3 (wiederholte Messung mit Aufbau von Messung 1)
4) Messung 4 mit gleichem nassem Lappen in Frischhaltefolie eingepackt und NaHCO3 aufgebracht
5) Messung 5 (wiederholte Messung mit Aufbau von Messung 4)
6) Messung 6 (wiederholte Messung mit Aufbau von Messung 4)
7) Messung 7 (wiederholte Messung mit Aufbau von Messung 4)

1.4 Messaufbau und Gestaltung der Messung

Alle Messungen werden mit „Echtzeitmessung“ ausgeführt. Die einzelnen Messergebnisse bleiben im bioscan erhalten, so dass am Ende 7 Messergebnisse zu einer Messreihe existieren. Vor einer neuen Messreihe werden vorherige Messergebnisse sofern vorhanden gelöscht. D. h. jede Messreihe startet in einem leeren Datensatz und für die Messungen mit Kaisernatron werden die gleichen Datensätze benutzt, wie mit Magnesium (Ausnahme Salzberg_1N, der Salzberg_1 entspricht, aber ein weiterer Datensatz im bioscan darstellt). Für jede Messreihe wird jeweils ein neuer Lappen verwendet. Die Elektroden des bioscan sind in den nassen Lappen eingewickelt, so dass sie ca. 14 cm voneinander entfernt auf einer nicht leitfähigen Unterlage liegen. Eine Frischhaltefolie umhüllt den Lappen und die Elektroden. Die aufgebrachte Salzmenge beträgt jeweils ein Teelöffel (TL) Salz und bei der Wiederholung mit Datensatz Salzberg_5 (siehe Messergebnisse) zwei TL.
Das Messergebnis des bioscan hängt zu einem von der Messung am Messobjekt und zu anderen von der Konfiguration des Datensatzes ab.

Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass der bioscan für Messungen am Menschen (biologisches System) ausgelegt ist. Der nasse Lappen dient lediglich als Leiter, damit der bioscan überhaupt einen Messvorgang startet. Somit kann ein nasser Lappen nicht die gleichen Messergebnisse bewirken wie die Person, deren Datensatz gerade verwendet wird. Da der bioscan im MHz-Bereich seine Messungen vornimmt, stellen die Elektroden in erster Linie einen Kondensator dar. Ein ohmscher Widerstand tritt dabei wegen des vermutlich auftretenden Skin-Effektes in den Hintergrund. Wasser hat eine spezifische Dielektrizitätskonstante von ca. 80 und stellt somit den Hauptfaktor für die Leitfähigkeit dar. Das aufgestreute Salz hat vermutlich eine wesentlich geringere Dielektrizitätskonstante (siehe entsprechende Literatur) und beeinflusst daher nur geringfügig die Leitfähigkeit.
Wegen des Aufbringens von Salz dient die Registerkarte „Spurenelemente“ des bioscan in erster Linie als Messergebnis, das für die Vergleiche als Grundlage dient. Hinweise auf eine tatsächliche Messung können sich wie folgt ergeben:

1.Der Parameter des aufgestreuten Salzes ändert sich. Die Änderungen können sowohl aus einem Zuwachs als auch aus einem Abfall des entsprechenden Salzes bestehen. Die jeweilige Reaktion hängt dann vermutlich von dem verwendeten Datensatz (individuelle Reaktion) ab.

2.Es können sich Parameter von anderen Elementen ändern, die über eine biochemische Reaktionskette mit dem aufgestreuten Salz in Verbindung stehen. Auch hier können sich wieder datensatzabhängige, individuelle Reaktionen ergeben.

3.Generell zeigen sich Ă„nderungen in Parametern der Elemente durch das Aufstreuen von Salz.


Die folgenden Grafiken stellen die prozentuale Änderung zur vorherigen Messung aller Parameter der Registerkarte „Spurenelemente“ dar. Die Farbgebung der Balken zeigt das Fehlen oder Vorhandensein von Salz an:

Das Aufbringen von Salz führt in beiden Fällen zu deutlichen Veränderungen des Ergebnisses (graue und blaue Balken). Allerdings ändert sich der Magnesium-Parameter im Gegensatz zu den Messungen mit Kaisernatron nur geringfügig. Aus diesem Grund findet eine Wiederholung der Messreihen mit dem Datensatz Salzberg_5 statt, bei denen anstelle eines Teelöffels jeweils zwei Teelöffel Salz aufgebracht werden.

Die Messungen mit zwei Teelöffel Salz zeigen im Grunde nur eine Reproduktion der Messung mit einem Teelöffel, da hier wiederum annähernd die gleichen Parameter beim Aufbringen von Magnesiumchlorid reagieren. Der Magnesiumparameter zeigt auch hier nur wenig Veränderung. Dieses Verhalten lässt sich vermutlich auf die Individualität des Datensatzes zurückführen.

3 Zusammenfassung der Ergebnisse

Abgesehen von den Messereihen mit Salzberg_5 zeigen alle anderen Messreihen eine sehr deutliche Veränderung des Magnesiumparameters beim Aufbringen von Magnesiumchlorid. Aber alle Messreihen zeigen generell sehr deutliche Veränderungen auch noch weiterer Parameter beim Aufbringen von Magnesiumchlorid (graue und blaue Balken). Die Wahrscheinlichkeit, dass bei sechs aufeinanderfolgenden Messreihen die deutlichsten Veränderungen nach dem Aufbringen von Magnesiumchlorid stattfinden, beträgt 1,6 %. Im Umkehrschluss kann angenommen werden, dass der Bioscan mit einer Wahrscheinlichkeit von 98,4 % das Aufbringen von Magnesiumchlorid feststellt und somit eine tatsächliche Messung vorliegen müsste.