eHealth: La Rivoluzione dei Dispositivi IndossabiliAlessandra Fusco

alessandra1.fusco@mail.polimi.it8 Aprile 2016 – Policlinico Umberto I, Roma

Contesto

Il termine tecnologia indossabile indica ogni accessorio o

capo d’abbigliamento dotato di capacità di calcolo, sensori e/o

trasmettitori.

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Contesto

Il termine tecnologia indossabile indica ogni accessorio o

capo d’abbigliamento dotato di capacità di calcolo, sensori e/o

trasmettitori.

CASIO DATABANK (anni ‘80)

Caratteristiche Fondamentali

© 2015 | www.yole.fr | Sensors for Wearable Electronics & Mobile Healthcare

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Connettività

© 2015 | www.yole.fr | Sensors for Wearable Electronics & Mobile Healthcare

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Monitoraggio remoto

© 2016 Vital Connect | www.vitalconnect.com/vitalpatch

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VitalPatch™, il biosensore usa e getta per favorire il monitoraggio remoto dei pazienti.

Sensori• ECG• Accelerometro a 3 assi• Termistore

Batteria• Zinco-aria usa e getta• Durata: 3-4 gg

Una scarpa per diabetici

© 2015 EPFL | École polytechnique fédérale de Lausanne

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Una scarpa per diabetici

© 2015 EPFL | École polytechnique fédérale de Lausanne

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Smart Watches

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Sensori Integrati

© 2016 Empatica Inc. | www.empatica.com

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Sensori Integrati

© 2016 Empatica Inc. | www.empatica.com

Il Segnale PPG

Il segnale PPG contiene due componenti principali:• Una componente DC che riflette le proprietà ottiche dei tessuti sottostanti;• Una componente AC che mostra le variazioni di volume sanguigno durante il

ciclo cardiaco.

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Accoppiamento Cardio-Respiratorio

La respirazione altera la forma d’onda del PPG in tre modi:• Modulazione di ampiezza;• Modulazione di intensità;• Modulazione di frequenza.

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Obiettivo della Ricerca

Fusco, A., et al. "On how to extract breathing rate from PPG signal using wearable devices." BioCAS, IEEE, 2015.

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Ci siamo posti come obiettivo l’estrazione della frequenza respiratoria tramite strumenti non convenzionali.

Algoritmo per estrazione BR

Fusco, A., et al. "On how to extract breathing rate from PPG signal using wearable devices." BioCAS, IEEE, 2015.

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Algoritmo per estrazione BR

Fusco, A., et al. "On how to extract breathing rate from PPG signal using wearable devices." BioCAS, IEEE, 2015.

Il segnale viene filtrato passabanda con filtro FIR (0.08 – 1.5 Hz)

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Algoritmo per estrazione BR

Fusco, A., et al. "On how to extract breathing rate from PPG signal using wearable devices." BioCAS, IEEE, 2015.

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Algoritmo per estrazione BR

Fusco, A., et al. "On how to extract breathing rate from PPG signal using wearable devices." BioCAS, IEEE, 2015.

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Dati di Ricerca

Fusco, A., et al. "On how to extract breathing rate from PPG signal using wearable devices." BioCAS, IEEE, 2015.

Database Sperimentale

Registrazioni su soggetti adulti sani durante sessioni notturne.

b) Fascia toracica per il respirogramma

a) Smartwatch per registrare il PPG

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Dati di Ricerca

Fusco, A., et al. "On how to extract breathing rate from PPG signal using wearable devices." BioCAS, IEEE, 2015.

Database Sperimentale

Registrazioni su soggetti adulti sani durante sessioni notturne.

b) Fascia toracica per il respirogramma

a) Smartwatch per registrare il PPG

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Risultati

MAE (Respiri al minuto) 0.1586

ρs 0.9618

Riassumendo

Fusco, A., et al. "On how to extract breathing rate from PPG signal using wearable devices." BioCAS, IEEE, 2015.

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In breve, la nostra ricerca ha prodotto un algoritmo in grado di estrarrela frequenza respiratoria da segnale PPG. Le caratteristiche sono:

• buona accuratezza;• basso costo computazionale;• elaborazione real-time per applicazioni wearable.

Per concludere 20

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Alessandra Fuscoalessandra1.fusco@mail.polimi.it

Grazie per l’attenzione.Domande?