SVILUPPO DI UN SISTEMA EMBEDDED PER L’ANALISI REAL-TIME DI SEGNALI ECG E DI IMPEDENZA CARDIACA FINALIZZATA AL RILEVAMENTO DI ANOMALIE CARDIORESPIRATORIE

Il presente lavoro di tesi si inserisce nell'ambito dei sistemi medicali indossabili per il monitoraggio personalizzato e si propone lo sviluppo e la validazione sperimentale di un'architettura integrata hardware-software orientata all'elaborazione in tempo reale di parametri cardiorespiratori e al rilevamento precoce di anomalie cliniche. La piattaforma hardware si basa su un sensore indossabile equipaggiato con il front-end analogico specializzato Texas Instruments ADS1292R. Questo circuito integrato consente l'acquisizione simultanea del segnale elettrocardiografico (ECG) ad alta risoluzione e la misura della pneumografia a impedenza toracica attraverso gli stessi elettrodi biosensoriali. Il flusso continuo di dati digitalizzati viene trasmesso in tempo reale a una stazione di calcolo (PC) per essere elaborato tramite una pipeline algoritmica sviluppata in ambiente MATLAB, ingegnerizzata secondo una logica computazionale a finestra mobile con aggiornamento ricorsivo per simulare un monitoraggio continuo on-line. La validazione dell'intero sistema prevede l'esecuzione di una campagna di misure sperimentali condotta direttamente in vivo sul campo. I segnali acquisiti dal sensore indossabile in diverse condizioni operative costituiranno il dataset di test per verificare l'accuratezza e la robustezza degli algoritmi in presenza di dinamiche reali. La pipeline di elaborazione esegue il condizionamento digitale del segnale ECG, l'abbattimento degli artefatti da movimento e il rilevamento automatico dei picchi cardiaci per il calcolo della Frequenza Cardiaca e degli indici statistici della variabilità cardiaca (Heart Rate Variability – HRV), utili alla valutazione del tono autonomico del soggetto. In parallelo, il sistema elabora il canale di impedenza toracica fornito dal chip hardware per l'estrazione e il monitoraggio continuo della frequenza respiratoria. La sinergia tra l'analisi ECG e il monitoraggio dell'impedenza toracica permette al sistema di operare con elevati standard di affidabilità, offrendo uno strumento efficiente e integrato per la rilevazione precoce di anomalie cardiorespiratorie e per la riduzione dei falsi allarmi causati dall'attività motoria del soggetto.