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Study of physiological and structural variability in the acquisition of vital signs with Bio Radar

2022-01Master thesis Open access
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dc.contributor.authorSoares, Beatriz Lino
dc.contributor.authorPinho, Pedro
dc.contributor.authorAlbuquerque, Daniel
dc.contributor.authorGouveia, Carolina Teixeira de Sousa
dc.date.accessioned2024-04-17T17:56:10Z
dc.date.available2024-04-17T17:56:10Z
dc.date.issued2022-01
dc.descriptionDissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática e de Computadores
dc.description.abstractThe monitoring of vital signals is usually carried out by sensors and electrodes. However, it may not be viable or the best solution for people with burn tissues or with more delicate skin, not to mention cases with infectious diseases, where contact should be kept to a minimum. Thus, vital signs monitoring using radar (Bio-Radar) has become a hot topic of research and development. Several studies state that there is variability in vital signs between people. However, in the Bio-Radar area, these issues have not been addressed. In this regard, this dissertation intends to verify if it is possible to evaluate the gender, age, Body Mass Index (BMI), and Chest Wall Perimeter (CWP) through the use of radar signals, namely Bio-Radar, used to the vital signs acquisition. In order to achieve this goal, the vital signs of 92 people (46 females and 46 males), aged between 18 and 50 years old were acquired. With this dataset, it was possible to develop a statistical study of relevant characteristics extracted from the signals. Later, three Machine Learning (ML) algorithms, namely Support Vector Machine (SVM), KNearest Neighbor (KNN) and Random Forest, were trained to identify gender, age, BMI and CWP. Finally, the relation between the respiratory amplitude and the respiratory rhythm is analyzed.
dc.description.abstractA monitorização de sinais vitais e maioritariamente realizada com recurso a sensores e elétrodos. Contudo, pode não ser a forma mais viável ou a melhor solução para pessoas com tecidos queimados ou com pele mais delicada, assim como os casos de doenças infeciosas, onde o contacto deve ser mantido a um nível mínimo. Assim, a monitorização de sinais vitais utilizando radar (Bio-Radar) tornou-se num tema de investigação e desenvolvimento. Vários estudos indicam que existe variabilidade nos sinais vitais entre as pessoas. No entanto, na área do Bio-Radar, estas questões não têm vindo a ser abordadas. Neste sentido, esta dissertação pretende verificar se e possível avaliar o sexo, idade, Índice de Massa Corporal (IMC), e Perímetro da Caixa torácica (PCT) através da utilização de sinais de radar, nomeadamente Bio-Radar, utilizados para a aquisição de sinais vitais. Para atingir este objectivo, foram adquiridos os sinais vitais de 92 pessoas (46 mulheres e 46 homens), com idades compreendidas entre os 18 e os 50 anos. Com este conjunto de dados, foi possível desenvolver um estudo estatístico das características relevantes extraídas dos sinais. Mais tarde, três algoritmos de Machine Learning (ML), nomeadamente Support Vector Machine (SVM), K-Nearest Neighbor (KNN) e Random Forest, foram treinados para identificar o género, idade, IMC e PCT. Finalmente, e analisada a relação entre a amplitude respiratória e o ritmo respiratório.
dc.description.versionN/Apt_PT
dc.identifier.citationSOARES, Beatriz Lino - Study of physiological and structural variability in the acquisition of vital signs with Bio Radar. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2022. Dissertação de Mestrado.pt_PT
dc.identifier.tid203586727
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10400.21/17324
dc.language.isoengpt_PT
dc.publisherInstituto Superior de Engenharia de Lisboapt_PT
dc.subjectBio-Radar
dc.subjectDataset
dc.subjectGender classification
dc.subjectAge classification
dc.subjectBMI classification
dc.subjectCWP classification
dc.subjectMachine Learning
dc.subjectPhysiological variability
dc.subjectRadar signals
dc.subjectBody stature variability
dc.subjectVital Signs
dc.subjectSinais radar
dc.subjectClassificação de género
dc.subjectClassificação de idade
dc.subjectClassificação de IMC
dc.subjectClassificação de PCT
dc.subjectVariabilidade do corpo estrutural
dc.subjectVariabilidade fisiológica
dc.titleStudy of physiological and structural variability in the acquisition of vital signs with Bio Radarpt_PT
dc.typemaster thesis
dspace.entity.typePublication
person.familyNamePinho
person.givenNamePedro
person.identifier.ciencia-id4C17-7EC8-C889
person.identifier.orcid0000-0001-5588-7794
person.identifier.ridD-4304-2009
person.identifier.scopus-author-id16031596400
rcaap.rightsopenAccesspt_PT
rcaap.typemasterThesispt_PT
relation.isAuthorOfPublication8347c340-8bc5-4fe8-8377-6bf016c2e2d2
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