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Authors
Abstract(s)
Noise is one of the major challenges in engineering, especially in bioengineering. The recording of the heart signal using an electrocardiogram (ECG) system is one of the most relevant tools for clinical evaluation as well as other non-medical applications. The use of
ECG for biometrics and drowsiness detection is opening new possibilities for the use of these systems in daily-life applications, which are even more prone to noise.
This project aims to develop a novel ECG front-end design with the ability to adap tively change its characteristics as a function of each acquisition context. By understating the most common signal distortion sources and evaluating several ECG quality assessment techniques, an adaptive ECG circuit architecture is created and validated.
Several scenarios for testing the system are considered, starting from a theoretical per spective to several real-world acquisition scenarios, from resting conditions to acquisition while driving a vehicle. The designed system showed potential for usage as a tool for tackling unfavorable and challenging situations.
Neste projeto desenvolveu-se uma solução completa para a aquisição de eletrocardiograma (ECG) de forma adaptativa. A aquisição de ECG foi inicialmente desenvolvida para aplicação em ambiente clínico e hospitalar, esta apresenta um enorme potencial na avaliação clínica de pacientes, fornecendo informação essencial ao cardiologista sobre o funciona mento do coração. No entanto, avanços tecnológicos e uma consciencialização por parte do público, no que diz respeito à saúde e a uma melhor qualidade de vida, fez aumentar a demanda por dispositivos consumer electronics para aplicações não-clínicas com a final idade de monitorização de bio-sinais em contexto desportivo, bem como no decorrer da vida quotidiana. Estes são designados por wearable devices. Este projeto tem como objetivo o desenvolvimento de uma nova abordagem à aquisição de ECG, ao criar um sistema que adapta as suas caraterísticas dinamicamente, conforme necessitado por cada sujeito ou contexto de aquisição, e que em conjunto com um algoritmo de avaliação da qualidade (quality assessement) de ECG capaz de identificar as fontes mais comuns de distorção no sinal eletrocardiográfico e avaliar o seu impacto, permitiu desenvolver uma solução de aquisição adaptativa. Foram considerados vários cenários de teste para o sistema, desde aplicações teóricas a contextos no mundo real, desde aquisição em repouso até a aplicação no volante munido de elétrodos condutores durante a condução. O sistema mostrou potencial para aplicações em contextos desafiantes e dinâmicos.
Neste projeto desenvolveu-se uma solução completa para a aquisição de eletrocardiograma (ECG) de forma adaptativa. A aquisição de ECG foi inicialmente desenvolvida para aplicação em ambiente clínico e hospitalar, esta apresenta um enorme potencial na avaliação clínica de pacientes, fornecendo informação essencial ao cardiologista sobre o funciona mento do coração. No entanto, avanços tecnológicos e uma consciencialização por parte do público, no que diz respeito à saúde e a uma melhor qualidade de vida, fez aumentar a demanda por dispositivos consumer electronics para aplicações não-clínicas com a final idade de monitorização de bio-sinais em contexto desportivo, bem como no decorrer da vida quotidiana. Estes são designados por wearable devices. Este projeto tem como objetivo o desenvolvimento de uma nova abordagem à aquisição de ECG, ao criar um sistema que adapta as suas caraterísticas dinamicamente, conforme necessitado por cada sujeito ou contexto de aquisição, e que em conjunto com um algoritmo de avaliação da qualidade (quality assessement) de ECG capaz de identificar as fontes mais comuns de distorção no sinal eletrocardiográfico e avaliar o seu impacto, permitiu desenvolver uma solução de aquisição adaptativa. Foram considerados vários cenários de teste para o sistema, desde aplicações teóricas a contextos no mundo real, desde aquisição em repouso até a aplicação no volante munido de elétrodos condutores durante a condução. O sistema mostrou potencial para aplicações em contextos desafiantes e dinâmicos.
Description
Thesis submitted in the fulfilment of requirements for the Master’s Degree in
Electronics and Telecommunications Engineering (Electronics Engineering
Expertise)
Keywords
Drowsiness detection Heart signal ECG
Citation
VELEZ, David – Adaptive ECG Acquisition System. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2023. Dissertação de Mestrado..
Publisher
Instituto Superior de Engenharia de Lisboa