Cold-water immersion presents a serious risk of hypothermia, particularly for open-water swimmers, where rapid heat loss can lead to life-threatening core temperature drops. While wearable health technologies are widely available, none are optimized to monitor decreasing core body temperature during cold-water exposure. This creates a critical gap in the early detection and prevention of hypothermia during swimming. The objective of this thesis is to assess the feasibility of continuous, non-invasive monitoring of body temperature during open-water swimming. This project directly relates to medical engineering as it involves the development and validation of a device aimed at monitoring health parameters in real time to prevent a critical medical condition. The study followed a three-phase process: First, a needs assessment was conducted through a survey of 300 swimmers. Second, a sensor system prototype was developed using three types of surface sensors against a core reference: RTD, semiconductor, and infrared. Third, the prototype was evaluated using a tissue-mimicking phantom model simulating cold-water immersion, followed by statistical analyses to assess key performance metrics of the sensors. Results showed that the RTD sensor consistently provided the closest agreement with the core reference in terms of accuracy and bias, while the infrared sensor demonstrated faster response and greater stability. The semiconductor showed moderate performance across most metrics. Baseline correction improved agreement across all sensors, particularly in reducing systematic error. Together, these results suggest that surface sensors can track temperature trends that reflect core cooling behavior in simplified models. The findings contribute to the future development of wearable systems that support early detection of hypothermia in swimmers and other cold-exposed populations.

Nedsänkning i kallt vatten innebär en allvarlig risk för hypotermi, särskilt för öppet vatten-simmare, där snabb värmeförlust kan leda till livshotande sänkningar av kroppens kärntemperatur. Trots att bärbar hälsoteknik är allmänt tillgänglig finns det i dagsläget inga lösningar optimerade för att övervaka sjunkande kroppstemperatur under exponering för kallt vatten. Detta skapar en kritisk lucka i möjligheten till tidig upptäckt och förebyggande av hypotermi vid simning. Syftet med detta examensarbete är att undersöka möjligheterna till kontinuerlig, icke-invasiv övervakning av kroppstemperatur under simning i öppet kallt vatten. Projektet är direkt kopplat till medicinsk teknik då det innefattar utveckling och validering av en enhet för realtidsövervakning av hälsoparametrar i syfte att förebygga ett allvarligt medicinskt tillstånd. Studien följde en tredelad process: Först genomfördes en behovsanalys via en enkät med 300 simmare. Därefter utvecklades en sens/prototyp som jämförde tre typer av ytmonterade sensorer mot en kärnreferens: RTD, halvledarsensor och infraröd sensor. Slutligen utvärderades prototypen med hjälp av en vävnadsimiterande fantommodell som simulerade kallvattenexponering, följt av statistiska analyser för att bedöma sensorernas prestanda. Resultaten visade att RTD-sensorn konsekvent visade bäst överensstämmelse med kärnreferensen avseende noggrannhet och systematiskt fel, medan den infraröda sensorn reagerade snabbare och visade större stabilitet. Halvledarsensorn uppvisade måttlig prestanda över samtliga faktorer. Baslinjekorrigering förbättrade överensstämmelsen för alla sensorer, särskilt genom att minska systematiska fel. Sammantaget visar resultaten att ytsensorer kan följa temperaturtrender som återspeglar nedkylning av kroppens kärna i förenklade modeller. Studien bidrar till framtida utveckling av bärbara system för tidig upptäckt av hypotermi hos simmare och andra grupper som exponeras för kyla.