Realizzazione di un dispositivo indossabile atto al monitoraggio della frequenza respiratoria e cardiaca = Realization of a wearable device to monitor the respiratory and cardiac frequency

La frequenza respiratoria è uno dei quattro parametri vitali il cui monitoraggio è fondamentale per determinare lo stato di salute di un individuo. In ambito clinico la sua misurazione è di aiuto alla diagnostica perché predittiva di patologie e scompensi del sistema respiratorio, nervoso, cardiaco e muscolare. Il rilevamento della respirazione è utile anche in ambito sportivo per permettere agli atleti di preparare un allenamento consapevole. È dunque evidente la necessità di strumenti di monitoraggio non invasivi che permettano rilevazioni su lunghi periodi non solo della frequenza respiratoria, ma anche di quella cardiaca e della temperatura. Questo lavoro di tesi propone un sistema di prelievo, acquisizione ed elaborazione dei segnali respiratorio, cardiaco e termico attraverso una strumentazione indossabile ed accurata. Il dispositivo progettato è stato pensato per essere utilizzato da sportivi senza limitare il movimento e consentendo dunque la massima comodità, poiché via wireless è in grado di trasmettere le misurazioni con tempistiche opportune e a costi contenuti. Il prelievo dei dati avviene attraverso una fascia toracica standard per cardiofrequenzimetro sulla quale, oltre agli elettrodi già presenti per la rilevazione cardiaca, sono stati fissati un sensore piezoelettrico per il monitoraggio respiratorio ed un termistore per valutare la temperatura. Il dispositivo in cui convogliano questi segnali è un apparecchio stand-alone, che utilizzando una batteria, permette di allontanarsi per diversi metri dal congegno ricevente senza perdere i dati. Qualora si volesse tenere memoria delle misurazioni, è possibile inserire una microSD sulla quale immagazzinare dei brani di segnale che verranno opportunamente trattati. La fase di elaborazione riguarda la rilevazione dei picchi dei due segnali per ottenerne il ritmo. Per rendere attendibile il monitoraggio in ambito respiratorio, le acquisizioni vengono confrontate con quelle di un termistore atto a misurare la stessa grandezza dall’analisi del flusso d’aria espirato evitando quindi gli artefatti da movimento. I risultati ottenuti con questo dispositivo multiparametrico si considerano soddisfacenti perché coerenti con i range fisiologici noti.