Sistema di sincronizzazione del clock per lo streaming real-time di segnali da sensori indossabili Bluetooth LE

Il presente documento riguarda un sensore indossabile wireless di biosegnali denominato EMGyro2, in grado di acquisire e trasmettere, tramite protocollo Bluetooth Low Energy (BLE), tre canali indipendenti per segnali elettromiografici o elettrocardiografici (tramite sei elettrodi), ciascuno con risoluzione a 24 bit e frequenza di campionamento fino a 3.2 kHz, oltre a integrare una piattaforma inerziale a sei gradi di libertà in grado di misurare accelerazione e velocità angolare rispetto a un sistema cartesiano coordinato col sensore. Come evidenziato in seguito nel Capitolo 1, questi tipi di sensore trovano ampio utilizzo in ambito sanitario. In particolare, sia in questa tesi che negli studi pilota, è stato messo in evidenza il potenziale di tali dispositivi nel monitoraggio di patologie neurodegenerative, come la demenza o i disturbi cognitivi. Questi sensori permettono un monitoraggio continuo e non invasivo, migliorando la qualità della vita dei pazienti e riducendo il carico sui caregiver. Grazie alla combinazione di segnali elettromiografici (EMG), elettrocardiografici (ECG) e dati inerziali, è possibile rilevare automaticamente comportamenti o attività potenzialmente pericolose, fornendo avvisi tempestivi e riducendo così il rischio di infortuni. L’obiettivo di questa tesi è mostrare come sia stato riprogettato il sistema di sincronizzazione di EMGyro2, responsabile del corretto incasellamento temporale dei campioni di dati acquisiti. Questo intervento è stato realizzato in seguito all’aggiornamento hardware della scheda, consistente nell’introduzione di un nuovo sistema di clock per il convertitore analogico-digitale, al fine di ridurre il consumo energetico anomalo, evidenziato negli studi pilota della scheda e approfondito nella corrente trattazione. Come verrà illustrato nel Capitolo 6, si è ottenuta una significativa riduzione dei consumi energetici, con un’estensione della durata operativa del sensore, aspetto cruciale per garantire continuità nell’uso in vari contesti, tra cui quello sanitario.