Studio di fattibilità di un array microfonico per fonocardiografia

Questo lavoro di tesi è dedicato alla realizzazione del prototipo di un dispositivo di fonocardiografia per il controllo remoto dei pazienti affetti da scompenso cardiaco. La principale innovazione del sistema proposto consiste nell’inserimento in un unico dispositivo di molteplici unità di trasduzione audio. In particolare, rispetto alle tecnologie esistenti per la registrazione dei toni cardiaci, questo comporta la possibilità di svolgere tale indagine presso il proprio domicilio senza la presenza di un operatore esperto. Il sistema sviluppato comprende una schiera di 48 microfoni per la registrazione di 48 canali di segnale fonocardiografico, tre elettrodi capacitivi per il prelievo di segnale elettrocardiografico e un sensore inerziale per il riconoscimento della postura ed eventuali artefatti da movimento. La prima fase del progetto è stata la scelta, tra le diverse proposte commerciali, della capsula microfonica più adatta all’applicazione di interesse. A questo punto, si è passati allo studio dell’architettura del circuito di condizionamento dell’array microfonico. Il modello progettato comprende il filtraggio, l’amplificazione, la campionatura e la fase di multiplexing dei segnali analogici. Questi ultimi, in fase di registrazione, saranno trasferiti ad una scheda di acquisizione dati commerciale, alla quale verrà collegato il prototipo realizzato. Dopo la decisione dei componenti hardware da includere nella circuiteria, sulla base del modello di architettura proposto, è stato disegnato lo schema elettrico e realizzati due circuiti stampati. Di questi, il primo, in forma flessibile, contiene tutta la sensoristica mentre il secondo, in forma rigida, ospita la restante componentistica. Infine, sono state discusse le modalità di setup dell’intero sistema con focalizzazione sull’interfaccia scheda di acquisizione e PCB rigida. In quest’ottica, è stato scritto il firmware da caricare nel microcontrollore ospitato dal prototipo per la generazione e sincronizzazione di tutti i segnali di controllo. L’importanza di questo lavoro risiede nell’area della prevenzione domiciliare degli episodi acuti di scompenso cardiaco, in previsione di una futura ottimizzazione del prototipo verso un dispositivo indossabile e completamente adatto all’uso domiciliare.