QRS complex detection in cardiac signals using FPGA

Orientador: Euripedes Guilherme de Oliveira NobregaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecanicaResumo: O eletrocardiograma (ECG) é uma ferramenta utilizada para o diagnóstico de cardiopatias e outras doenças. Este trabalho tem como objetivo a detecção do complexo QRS, com foco na onda R, que representa a contração dos ventrículos. Para isso, são apresentadas duas técnicas de processamento do sinal de ECG. A primeira utiliza o algoritmo proposto por Pan & Tompkins que consiste em um banco de filtros digitais. A segunda faz uso da transformada wavelet discreta, que permite a localização de características de sinais tanto no tempo quanto na frequência. É apresentado um comparativo da eficácia dos dois algoritmos com base na sua implementação através de FPGA, utilizando dois métodos, o processamento serial em microcontrolador programado em C e o paralelo inteiramente em VHDL, com o intuito de comparar os tempos de processamento. Os resultados sugerem que trabalhos futuros poderão ser baseados na investigação de outras famílias wavelets para a detecção do complexo QRS em sinais de ECG, bem como explorar outros métodos de implementação de filtros em FPGA.Abstract: The electrocardiogram (ECG) is a tool used for diagnosis of diseases related to the heart. This work has the purpose of detecting QRS complex, focusing on the R wave, which represents the ventricles'contraction. It is presented two techniques of processing ECG signals. The first uses Pan & Tompkins algorithm based on digital filtering. The second uses the discrete wavelet transform, which represents the characteristics of the signal simultaneously in time and frequency. It is presented a comparison of the efficacy of both algorithms, which are implemented in FPGA, using serial processing based on a C programmed microcontroller, and parallel processing entirely in VHDL, with the purpose of comparing the time of processing. The results suggest that future work can be based on the investigation of other wavelets family for detecting QRS complex in ECG signals and other methods of implementing filters in FPGA.MestradoMecanica dos Sólidos e Projeto MecanicoMestre em Engenharia Mecânic