dc.creator | Plantes Neto, Afonso Roberto | |
dc.date.accessioned | 2021-04-29T13:49:19Z | |
dc.date.available | 2021-04-29T13:49:19Z | |
dc.date.issued | 2020-02-19 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/20724 | |
dc.description.abstract | This work proposes a low power consumption analog front-end to acquire ECG signals and
calculate heart rate variability (HRV), which has several biomedical applications. Many QRS
detectors use digital techniques (software) to process the ECG and calculate HRV, adding
more complexity and computational cost – using more energy. But performing detection
with analog circuits can reduce area and power consumption, without complex circuits and
analog-to-digital converters (ADCs). The proposed system contains an instrumentation
amplifier – using techniques to reduce device mismatch and noise –, a bandpass filter
with a cutoff frequency of 8-40 Hz, an energy derivative non-linear operator, a comparator,
and some digital circuits to calculate HRV. The entire system is implemented using TSMC
180nm process design kit occupying an area of 0.086mm2 and consuming 6.52 μW from a
1.8V power supply. Heart rate detector performance is evaluated with the MIT-BIH arrhythmia
database, using the metrics already established for comparison with other detectors.
It was achived 96.55% sensitivity and 99.49% precision for the proposed detector using a
fixed threshold. In addition, the influence of the error of the relative position of a detected
beat in a beat classification algorithm is verified. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Front-end analógico | por |
dc.subject | Sistema em chip | por |
dc.subject | Eletrocardiografia | por |
dc.subject | Detector QRS | por |
dc.subject | Analog front-end | eng |
dc.subject | System on chip | eng |
dc.subject | Electrocardiograhy | eng |
dc.subject | QRS detector | eng |
dc.title | Sistema integrado de baixo consumo para aquisição de ECG e cálculo da VFC | por |
dc.title.alternative | A low power integrated system for ECG acquisition and HRV calculation | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Este trabalho propõe um front-end analógico de baixo consumo para adquirir sinais de
ECG e calcular a variabilidade da frequência cardíaca (VFC), que possui diversas aplicações
biomédicas. Muitos detectores QRS utilizam técnicas digitais (software) para processar
o ECG e calcular a VFC, agregando maior complexidade e custo computacional –
gastando mais energia. Mas realizar a detecção com circuitos analógicos pode promover
reduções de área e consumo de energia, sem circuitos muito complexos e conversores
analógicos digitais (ADCs). O sistema proposto contém um amplificador de instrumentação
– usando técnicas para reduzir o descasamento entre o dispositivos e ruído –, um filtro
passa-bandas com frequência de corte 8-40 Hz, um operador de energia da derivada, um
comparador, e alguns circuitos digitais para calcular a VFC. Todo o sistema é implementado
usando o processo de 180nm da TSMC ocupando uma área de 0.086mm2 e consumindo
6.52μW de uma fonte de alimentação de 1.8V. A performance do detector de batimentos
é avaliada com o banco de dados de arritmias do MIT-BIH, usando as métricas já estabelecidas
para a comparação com outros detectores. Neste trabalho, conseguiu-se para o
detector 98.8% sensitividade e 99.66% de precisão, com o threshold fixo no comparador.
Além disso, é verificado a influência do erro da posição relativa do batimento detectado em
um algorítimo de classificação de batimentos. | por |
dc.contributor.advisor1 | Rodrigues, Cesar Ramos | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1751666562438251 | por |
dc.contributor.referee1 | Marques, Jefferson Luiz Brum | |
dc.contributor.referee2 | Prior, Cesar Augusto | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/5349929985311356 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Ciência da Computação | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |