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eHealth: La Rivoluzione dei Dispositivi Indossabili
Alessandra Fusco
alessandra1.fusco@mail.polimi.it8 Aprile 2016  Policlinico Umberto I, Roma
Contesto
Il termine tecnologia
indossabile indica
ogni accessorio o
capo dabbigliamento
dotato di capacit di
calcolo, sensori e/o
trasmettitori.
2
Contesto
Il termine tecnologia
indossabile indica
ogni accessorio o
capo dabbigliamento
dotato di capacit di
calcolo, sensori e/o
trasmettitori.
CASIO DATABANK (anni 80)
Caratteristiche Fondamentali
息 2015 | www.yole.fr | Sensors forWearable Electronics & Mobile Healthcare
3
Connettivit
息 2015 | www.yole.fr | Sensors forWearable Electronics & Mobile Healthcare
4
Monitoraggio remoto
息 2016Vital Connect | www.vitalconnect.com/vitalpatch
5
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
息 2015 EPFL | cole polytechnique f辿d辿rale de Lausanne
6
Una scarpa per diabetici
息 2015 EPFL | cole polytechnique f辿d辿rale de Lausanne
7
Smart Watches
息 2015 | www.yole.fr | Sensors forWearable Electronics & Mobile Healthcare
8
2
Sensori Integrati
息 2016 Empatica Inc. | www.empatica.com
9
2
Sensori Integrati
息 2016 Empatica Inc. | www.empatica.com
Il Segnale PPG
Il segnale PPG contiene due componenti principali:
 Una componente DC che riflette le propriet ottiche dei tessuti sottostanti;
 Una componente AC che mostra le variazioni di volume sanguigno durante il
ciclo cardiaco.
10
Accoppiamento Cardio-Respiratorio
La respirazione altera la forma donda del PPG in tre modi:
 Modulazione di ampiezza;
 Modulazione di intensit;
 Modulazione di frequenza.
11
Obiettivo della Ricerca
Fusco, A., et al. "On how to extract breathing rate from PPG signal using wearable devices." BioCAS, IEEE, 2015.
12
Ci siamo posti come obiettivo lestrazione 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.
13
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)
14
Algoritmo per estrazione BR
Fusco, A., et al. "On how to extract breathing rate from PPG signal using wearable devices." BioCAS, IEEE, 2015.
15
Algoritmo per estrazione BR
Fusco, A., et al. "On how to extract breathing rate from PPG signal using wearable devices." BioCAS, IEEE, 2015.
16
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
17
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
18
Risultati
MAE (Respiri al minuto) 0.1586
s 0.9618
Riassumendo
Fusco, A., et al. "On how to extract breathing rate from PPG signal using wearable devices." BioCAS, IEEE, 2015.
19
In breve, la nostra ricerca ha prodotto un algoritmo in grado di estrarre
la frequenza respiratoria da segnale PPG. Le caratteristiche sono:
 buona accuratezza;
 basso costo computazionale;
 elaborazione real-time per applicazioni wearable.
Per concludere 20
息 2015 | www.yole.fr | Sensors forWearable Electronics & Mobile Healthcare
Alessandra Fusco
alessandra1.fusco@mail.polimi.it
Grazie per lattenzione.
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eHealth: La Rivoluzione dei Dispositivi Indossabili

  • 1. eHealth: La Rivoluzione dei Dispositivi Indossabili Alessandra Fusco alessandra1.fusco@mail.polimi.it8 Aprile 2016 Policlinico Umberto I, Roma
  • 2. Contesto Il termine tecnologia indossabile indica ogni accessorio o capo dabbigliamento dotato di capacit di calcolo, sensori e/o trasmettitori. 2
  • 3. Contesto Il termine tecnologia indossabile indica ogni accessorio o capo dabbigliamento dotato di capacit di calcolo, sensori e/o trasmettitori. CASIO DATABANK (anni 80)
  • 4. Caratteristiche Fondamentali 息 2015 | www.yole.fr | Sensors forWearable Electronics & Mobile Healthcare 3
  • 5. Connettivit 息 2015 | www.yole.fr | Sensors forWearable Electronics & Mobile Healthcare 4
  • 6. Monitoraggio remoto 息 2016Vital Connect | www.vitalconnect.com/vitalpatch 5 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
  • 7. Una scarpa per diabetici 息 2015 EPFL | cole polytechnique f辿d辿rale de Lausanne 6
  • 8. Una scarpa per diabetici 息 2015 EPFL | cole polytechnique f辿d辿rale de Lausanne 7
  • 9. Smart Watches 息 2015 | www.yole.fr | Sensors forWearable Electronics & Mobile Healthcare 8
  • 10. 2 Sensori Integrati 息 2016 Empatica Inc. | www.empatica.com 9
  • 11. 2 Sensori Integrati 息 2016 Empatica Inc. | www.empatica.com
  • 12. Il Segnale PPG Il segnale PPG contiene due componenti principali: Una componente DC che riflette le propriet ottiche dei tessuti sottostanti; Una componente AC che mostra le variazioni di volume sanguigno durante il ciclo cardiaco. 10
  • 13. Accoppiamento Cardio-Respiratorio La respirazione altera la forma donda del PPG in tre modi: Modulazione di ampiezza; Modulazione di intensit; Modulazione di frequenza. 11
  • 14. Obiettivo della Ricerca Fusco, A., et al. "On how to extract breathing rate from PPG signal using wearable devices." BioCAS, IEEE, 2015. 12 Ci siamo posti come obiettivo lestrazione della frequenza respiratoria tramite strumenti non convenzionali.
  • 15. Algoritmo per estrazione BR Fusco, A., et al. "On how to extract breathing rate from PPG signal using wearable devices." BioCAS, IEEE, 2015. 13
  • 16. 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) 14
  • 17. Algoritmo per estrazione BR Fusco, A., et al. "On how to extract breathing rate from PPG signal using wearable devices." BioCAS, IEEE, 2015. 15
  • 18. Algoritmo per estrazione BR Fusco, A., et al. "On how to extract breathing rate from PPG signal using wearable devices." BioCAS, IEEE, 2015. 16
  • 19. 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 17
  • 20. 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 18 Risultati MAE (Respiri al minuto) 0.1586 s 0.9618
  • 21. Riassumendo Fusco, A., et al. "On how to extract breathing rate from PPG signal using wearable devices." BioCAS, IEEE, 2015. 19 In breve, la nostra ricerca ha prodotto un algoritmo in grado di estrarre la frequenza respiratoria da segnale PPG. Le caratteristiche sono: buona accuratezza; basso costo computazionale; elaborazione real-time per applicazioni wearable.
  • 22. Per concludere 20 息 2015 | www.yole.fr | Sensors forWearable Electronics & Mobile Healthcare