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Analisi spettrale di un segnale fotopletismografico (PPG) per lo sviluppo di un algoritmo di stima del battito cardiaco basato sul filtro di Kalman

Estratto della Tesi di Italo Agustin Marsili

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1. Strumentazione e forma d’onda di un segnale fotopletismografico 1.2 Struttura circuitale e sensore fotopletismografico Il fotopletismografo, da cui si ricava il segnale PPG, è un dispositivo opto-elettronico non particolarmente costoso poiché formato da semplici componenti elettroniche. La struttura del sensore si articola in una sorgente luminosa che illumini il tessuto e un fotorivelatore per misurare le piccole variazioni di intensitá luminosa associate ai cam- biamenti volumetrici del sangue. La sorgente luminosa consiste in un LED (Light Emission Diode) che converte energia elettrica in energia luminosa ed opera, solitamente, tra le lunghezze d’onda del rosso e dell’ infrarosso (680nm - 1000nm). Tale componente ha il vantaggio di essere compat- to, meccanicamente robusto e affidabile, avere un lungo ciclo di vita e di operare in un ampio intervallo di temperatura con scostamenti della lunghezza d’onda di picco emesso trascurabili. Il fotorivelatore deve avere caratteristiche spettrali che gli consentono un vero e proprio abbinamento con quelle della sorgente di luce; la funzione di questa componente è quella di convertire energia luminosa in corrente elettrica. Analogamente ai LED, i fotorivelatori sono compatti, a basso costo, molto sensibili, inol- tre hanno una notevole velocitá di risposta in fase di transitorio temporale. Il circuito elettrico del sensore, illustrato in figura 1.2, è costituito essenzialmente da quattro componenti diverse. Figura 1.5: Tipologia di un circuito base Il diodo (LED) viene polarizzato con una tensione di circa 5V ed emette il fascio di luce all’interno del tessuto vascolare. La luce emessa polarizza il foto-transistore collegato in serie a una resistenza con alta impedenza affiché la corrente che si crea venga assorbita, quasi totalmente, dal filtro passa alto. Quest’ultimo è composto da un semplice circuito RC di primo ordine con frequenza di soglia pari a (2πR 0 C 0 ) −1 . Infinesihauncircuitoamplificatoreconguadagno (R 1 +R 2 )/R 2 chehaanchelaproprietá di filtrare componenti a basse frequenze con una frequenza di taglio di (2πR 2 C 2 ) −1 . 15
Estratto dalla tesi: Analisi spettrale di un segnale fotopletismografico (PPG) per lo sviluppo di un algoritmo di stima del battito cardiaco basato sul filtro di Kalman

Estratto dalla tesi:

Analisi spettrale di un segnale fotopletismografico (PPG) per lo sviluppo di un algoritmo di stima del battito cardiaco basato sul filtro di Kalman

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Informazioni tesi

  Autore: Italo Agustin Marsili
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2014-15
  Università: Università degli Studi di Padova
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria biomedica
  Relatore: Claudio Narduzzi
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 37

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Parole chiave

kalman
spettro
bpm
cardiaco
battito
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