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Sensors and algorithms development for body sensor networks in healthcare environment

By Alessandro Andreoli

Abstract

La rapida diffusione e la grande popolaritá di laptops, smartphones,PDAs, dispositivi GPS e altri apparecchi elettronici nell'era post-PC, hanno alimentato la tendenza di produrre apparecchi elettronici sempre piú portatili, versatili e a buon mercato, con capacitá di calcolo sempre piú elevate. I continui progressi tecnologici hanno condotto ad un'abbondante disponibilitá di microprocessori e microcontrollori sempre piú piccoli ed economici, equipaggiati con sensori sempre piú avanzati, storage e dotati di connessione wireless. In quest' ottica si colloca l'emergere di una nuova tipologia di reti di telecomunicazioni: le Wireless Sensor Networks (WSNs), le quali rappresentano pienamente l'ultima tendenza della famosa legge di Moore nei confronti della miniaturizzazione e dell'ubiquitá dei dispositivi elettronici. L'integrazione di capacitá di calcolo, memorizzazione e comunicazione in dispositivi di dimensioni ridotte e a basso costo ha portato alla de finizione delle WSNs. Le reti di sensori sono state pensate come possibili strumenti per l'activity recognition in campo biomedico, i risultati di tale applicazione mostrano come questa essa sia molto e fficace nel monitoraggio della azioni di pazienti. Viene inoltre presentata un applicazione realizzata attraverso una WSN. Si tratta di un un applicazione per HRV (Heart Rate Variability). L'HRV é basata sull'analisi tempo-frequenza degli intervalli R-peak raccolti da un segnale ECG. Tale studio propone un toolkit realizzato attraverso una rete di sensori wireless per l'analisi temporale dell'HRV, chiamata SPINE-HRV (Signal Processing In Node Environment SPINE). SPINE-HRV é composto da un sistema indossabile per il monitoring dell'attivitá cardiaca in grado di raccogliere continuamente gli R-peak e un applicazione in grado di processare cosí i dati raccolti. L'analisi fatta attaverso lo SPINEHRV toolkit fornisce sette parametri ben noti in letteratura medica in grado di aiutare i cardiologi nella diagnosi relativa a diverse problematiche. Inoltre tale toolkit fornisce uno strumento automatico per rilevazione di stati di stress acuti rilevabili durante tutte le attivitá svolte quotidianamente. Nella seconda parte verrá presentata una panoramica sui media gateway in particolare sui transcoder video per gli standard di codi ca video H.263+ e H.264. L'eterogeneitá sempre piú diffusa dei dispositivi presenti all'interno della rete Internet, rende necessaria lo sviluppo di dispositivi hardware o software in grado da permettere una a dabile intercomunicazione tra tali diversi dispositivi. In particolare si mostrerá come é possibile riutilizzare i modi Intra estratti durante il processo di decodi fica per aumentare l'efficienza della codifi ca in altro standard di codi ca video. Sono stati sviluppati due algoritmi in grado di selezionare attraverso una decisore a soglia, utilizzato sia per i modi 4x4 che 16x16. Verranno presentati le prestazioni in termini di PSNR e tempi di elaborazione confrontati con quelle relative l'approccio full transcoding. Tali risultati mostrano come siano stati ottenuti signi ficativi riduzioni dei tempi computazionali pur mantenendo un livello di PSNR confrontabile con quello relativo al processo di full transcoding

Topics: ING-INF/03 - Telecomunicazioni
Publisher: Italy
Year: 2012
OAI identifier: oai:openarchive.univpm.it:123456789/365
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