Dissertação

Biochip architecture for real-time cardiac patholagies identification EVALUATED

O electrocardiograma (ECGs) é um método crítico na detecção de patologias cardíacas potencialmente mortíferas. No entanto, é invasivo e requere vários sensores, o que torna a monitorização desconfortável no dia-a-dia. Em electrocardiografia não invasiva tem havido estudo da Derivação 1 do ECG a partir das mãos ou braços. A maioria dos algoritmos recentes de detecção destas patologias recorrem a mais do que uma derivação do ECG. Como são testados contra bases de dados standard em contextos clínicos, são susceptíveis a condições de aquisição ruidosas. O objectivo deste trabalho consistiu em projectar um sistema de deteçcção automática de patologia cardíaca através da Derivação 1 do ECG em tempo real, e implementá-lo numa placa de desenvolvimento FPGA. Para isto, considerou-se investigação em desenvolvimento de algoritmos e arquitecturas de processamento de ECG. O sistema proposto baseia-se num fluxo de processamento com os seguintes passos: remoção de ruído; detecção e segmentação de batimentos cardíacos; extracção de características dinâmicas e morfológicas; e classificação do batimento (normal ou anormal (e respectiva classe)). Para a base de dados InCarTDb, a implementação de software deste fluxo resultou num modelo de 4 classes com uma precisão de 96.5%. Tendo este modelo como base, uma arquitectura foi projectada e simulada em VHDL, e mapeada virtualmente para uma placa de desenvolvimento FPGA. A arquitectura resultante verificou precisões entre 84 a 100% para diferentes paciente, menos de 30% de utilização dos recursos da placa de teste, uma frequência de relógio de 35 MHz e um consumo total de potência de 192 mW.
Electrocardiograma, Derivação 1, Patologia Cardíaca, Arquitectura Digital, Processamento de Sinal, FPGA

Novembro 29, 2017, 11:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Helena Isabel Aidos Lopes

IT/ISPA

Professor Auxiliar Convidado

ORIENTADOR

Pedro Filipe Zeferino Tomás

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Nuno Filipe Valentim Roma

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar