Diseño y construcción de un sistema basado en IoT para supervisión remota de la frecuencia cardíaca y el tono simpático a partir de la señal fotopletismográfica (PPG)

Rodriguez Rodriguez, Juan Jose

Diseño y construcción de un sistema basado en IoT para supervisión remota de la frecuencia cardíaca y el tono simpático a partir de la señal fotopletismográfica (PPG)

dc.contributor.advisor	Argüello Prada, Erick Javier
dc.contributor.author	Rodriguez Rodriguez, Juan Jose
dc.creator.degree	Trabajo de grado presentado para optar al título de Ingeniero Electrónico
dc.date.accessioned	2020-08-04T19:22:23Z
dc.date.available	2020-08-04T19:22:23Z
dc.date.issued	2020
dc.description	El monitoreo automático y remoto de pacientes podría contribuir con la disminución de los costos del tratamiento y mejorar la calidad de la atención. En este sentido, el Internet de las cosas (IoT) surge como un candidato adecuado para desarrollar soluciones que permitan una evaluación continua y remota de la condición del paciente y específicamente, de su frecuencia cardíaca y su balance autonómico. Estos parámetros son fundamentales en el tratamiento de pacientes. Sin embargo, muy pocos esfuerzos se han enfocado en desarrollar soluciones basadas en IoT con el fin de evaluar este indicador. En el presente trabajo, se propone un sistema basado en IoT, para la supervisión remota de la frecuencia cardíaca y el tono simpático a partir de la señal fotopletismográfica (PPG). Haciendo uso de suma de funciones gaussianas, fue posible simular las variaciones del flujo sanguíneo para obtener una señal PPG artificial. Para limitar el consumo de ancho de banda del canal de trasmisión se aplicó un preprocesamiento a la señal PPG el cual consistió en extraer los máximos y mínimos de la señal, así como su instante de ocurrencia. Esta información era almacenada y transmitida en ventanas de 10 segundos. Finalmente, del lado del servidor se realizó un procesamiento para determinar la activación simpática en ventanas de 60 segundos. Los resultados muestran que el protocolo TCP mantiene una tasa de transmisión constante y robusta a distintas capacidades de ancho de banda, mantenido la confiabilidad de red. Además, dadas las características de los parámetros fisiológicos elegidos y su preprocesamiento adecuado, se optimizan los recursos computacionales por lo que la solución propuesta no requiere una alta velocidad de transmisión de datos, en consecuencia, no habría limitación con respecto al estándar de comunicación inalámbrica que podría usarse para implementarlo. No obstante, se debe considerar una gama más amplia de parámetros para llevar a cabo una evaluación de desempeño más rigurosa, como evaluaciones a mayor escala	es
dc.description.abstract	Automatic and remote monitoring could contribute to diminish treatment costs and to improve attention quality. In this context, the Internet of Things (IoT) emerges as a suitable candidate for developing solutions enabling continuous and remote assessment of patient’s condition and, specifically, his/her heart rate and autonomic balance. These parameters are crucial for patient’s care. However, very few efforts have been focused on developing IoT-based solutions in order to evaluate this indicator. In the present work, an IoT-based system is proposed for remote monitoring of heart rate and sympathetic tone from the photoplethysmographic signal (PPG). Using a combination of Gaussian functions it was possible to simulate variations in blood flow to obtain an artificial PPG signal. To limit the bandwidth consumption of the transmission channel, a pre-processing was applied to the PPG signal, which consisted in extracting the maximum and minimum of the signal, as well as their instant at which they occur. This information was stored and transmitted in 10 second windows. Finally, on the server side, processing was carried out to determine sympathetic activation in 60-second windows. The results show that the TCP protocol maintains a constant and robust transmission rate at different bandwidth capacities, maintaining network reliability. In addition, given the characteristics of the chosen physiological parameters and their adequate preprocessing, computational resources are optimized so that the proposed solution does not require a high data transmission rate, so there would be no limitation regarding the wireless communication standard that could be used to implement it. Nevertheless, a broader range of parameters should be considered to perform a more rigorous performance evaluation, such as larger-scale evaluations.	es
dc.format	application/pdf
dc.format.extent	16 páginas
dc.identifier.citation	Rodriguez Rodriguez, J. J. (2020). Diseño y construcción de un sistema basado en IoT para supervisión remota de la frecuencia cardíaca y el tono simpático a partir de la señal fotopletismográfica (PPG). Universidad Santiago de Cali.
dc.identifier.uri	https://repositorio.usc.edu.co/handle/20.500.12421/3705
dc.language.iso	es	es
dc.publisher	Universidad Santiago de Cali	es
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeniería
dc.publisher.program	Ingeniería de Electrónica
dc.pubplace.city	Cali
dc.pubplace.state	Valle del Cauca
dc.rights.acceso	Acceso Privado
dc.rights.cc	Reconocimiento 4.0 Internacional (CC BY 4.0)
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.source.institution	Universidad Santiago de Cali
dc.source.repository	Repositorio Institucional USC
dc.subject	Internet de las Cosas (IoT)	es
dc.subject	Frecuencia Cardíaca	es
dc.subject	Tono Simpático	es
dc.subject	Fotopletismografía (PPG)	es
dc.subject	M-Health	es
dc.subject.keyword	Internet of Things (IoT
dc.subject.keyword	Heart Rate
dc.subject.keyword	Sympathetic Tone
dc.subject.keyword	Photoplethysmography (PPG)
dc.title	Diseño y construcción de un sistema basado en IoT para supervisión remota de la frecuencia cardíaca y el tono simpático a partir de la señal fotopletismográfica (PPG)	es
dc.type	Thesis	es
dc.type.spa	Artículo