Aquest treball consisteix en el disseny d’un dispositiu mèdic portable (waerable) per a la detecció d’arrítmies a partir de la senyal ECG que s’alimenta amb mètodes de energy harvesting (recol·lecció d’energia) a partir de l’energia del cos. Per a la seva realització s’ha estudiat l’estat de l’art actual de les possibilitats de recol·lecció d’energia mecànica, tèrmica i química del cos humà, així com les tècniques de conversió d’aquestes en energia elèctrica per a l’alimentació del dispositiu. S’ha conclòs que el generador termoelèctric es la millor opció per aquesta aplicació per la seva major predictibilitat en la producció d’energia i per esser una alternativa còmoda i viable pel perfil de pacient potencial.
Posteriorment s’ha realitzat el disseny del dispositiu de mesura ECG que optimitzi el consum d’energia realitzant avaluacions de diverses alternatives de filtrat, amplificació, conversió ADC, controladors, bateria i gestió de potencia. Per a la comunicació del dispositiu s’ha escollit la xarxa de baix consum LoRa. Escollits cada un dels components, s’ha presentat l’esquemàtic, el disseny de la placa de circuit impresa (PCB) i el diagrama de flux d’operació del controlador. Així mateix, s’ha revisat la normativa aplicable al dispositiu dissenyat, i s’ha analitzat l’impacte ambiental y el cost econòmic del producte.
Per problemes de falta de subministrament de components no s’ha pogut realitzar el muntatge físic del dispositiu. Finalment, es proposen millores en treballs futurs.Este trabajo consiste en el diseño de un dispositivo médico portable (wearable) para la detección de arritmias a partir de la señal ECG que se alimenta con métodos de energy harvesting (recolección de energía) a partir de la energía del cuerpo. Para su realización se ha estudiado el estado del arte actual de las posibilidades de recolección de energía mecánica, térmica y química del cuerpo humano, así como las técnicas de conversión de éstas en energía eléctrica para la alimentación del dispositivo. Se ha concluido que el generador termoeléctrico es la mejor opción para esta aplicación por su mayor predictibilidad en la producción de energía y por ser una alternativa cómoda y viable para el perfil de paciente potencial.
Posteriormente se ha realizado el diseño del dispositivo de medida ECG que optimice el consumo de energía realizando evaluaciones de varias alternativas para el filtrado, amplificación, conversión ADC, controladores, batería y gestión de la potencia. Para la comunicación del dispositivo se ha escogido la red de bajo consumo LoRa. Escogidos cada uno de los componentes, se ha presentado el esquemático, el diseño de la placa de circuito impreso (PCB), el diagrama de flujo de operación del controlador. Así mismo, se ha revisado la normativa aplicable al dispositivo diseñado, y se ha analizado el impacto ambiental y el coste económico del producto.
Por problemas de falta de suministro de componentes no se ha podido realizar el montaje físico del dispositivo. Finalmente, se proponen mejoras en trabajos futuros.The aim of this project is to design a wearable medical device for the detection of arrhythmias from the ECG signal that is powered by energy harvesting methods from the human body’s energy. For its realization, the current state of the art of the methods of collecting mechanical, thermal and chemical energy from the human body has been studied, as well as the techniques for converting these into electrical energy to power the device. It has been concluded that the thermoelectric generator is the best alternative for this application due to its greater predictability in energy production and because it is a comfortable and viable alternative for the potential patient profile.
Subsequently, the design of the ECG measurement device that optimizes energy consumption has been carried out by evaluating several alternatives for filtering, amplification, ADC conversion, controllers, battery and power management. For the communication of the device, the low power LoRa network has been chosen. Once each of the components has been chosen, the schematic, the printed circuit board (PCB) and the controller operation flowchart have been presented. Likewise, the applicable regulation has been reviewed, and both the environmental impact and economic cost of the product have been analysed.
Due to the lack of supply of components, the physical assembly of the device couldn’t be performed. Finally, improvements are proposed for future work
