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Introduzione
In questi anni si sta assistendo alla crescita di un settore giovane ed innovativo della ricerca, quello dei sistemi indossabili intelligenti (Smart Wearable System). Come sottolinea la parola stessa, le unità wearable, indossate dall’utente, trasmettono dati fisiologici in tempo reale verso un server di raccolta e possono essere memorizzati per una analisi successiva. Lo sviluppo di tali sistemi incontra da parte della comunità scientifica e industriale un crescente e costante interesse a livello internazionale, con ampie possibilità di crescita già entro il 2010 [1].
La storia di questi sistemi inizia nei primi anni ’90 , quando alcuni scienziati del MIT iniziarono ad intuirne le potenzialità. E’ il ’96 l’anno che vede il “debutto” dei primi prototipi, di cui menzioniamo la G.T.W.M.[2], frutto della collaborazione fra la Georgia Tech ed il dipartimento navale statunitense. Si tratta, come sottolinea il nome, di una particolare maglietta nelle cui trame sono presenti sensori ed elettrodi: sviluppata per scopi militari, essa è in grado di rilevare anche ferite da arma da fuoco.
Dopo le prime applicazioni in ambito militare, grazie anche al rapido sviluppo delle tecnologie elettroniche, sono stati proposti diversi prototipi in ambito biomedicale. Ed è proprio in questo contesto che si intravvedono le enormi potenzialità di tali sistemi, che possono portare ad una vera rivoluzione nel settore sanitario.
Tali applicazioni rispondono positivamente alla sfida del contenimento dei costi della Salute, mantenendo nel contempo sia un elevato livello di qualità nei servizi erogati sia assicurando un facile accesso, da vari possibili siti, al maggior numero di utenti con programmi di benessere e cura personalizzati.
Questi servizi sono dedicati per scopi clinicim militari o anche a vittime di disastri e lavoratori per l’emergenza. L’aumento del timore scatenato da eventi quali gli attentati alle Torri Gemelle, ha portato ad un incremento nella ricerca tecnologica nel settore per prevenire e rispondere in modo efficace a tali disastri.
Nuovi interessanti spunti di sviluppo e ricerca dipendono dalla miniaturizzazione dei circuiti elettronici e informatici (strumenti di calcolo, microsensori, sistemi di trasmissione, di elaborazione dei segnali, ecc), rendendo possibile l’integrazione di molteplici ed innovative funzioni intelligenti nei sistemi indossabili. I tessuti utilizzati perchè devono essere flessibili, che ben si adattano al corpo umano e sono relativamente poco costosi.
2 E’ in tale contesto che si colloca tale lavoro di tesi. Oggetto è lo studio e la realizzazione di un sistema indossabile che sia in grado di rilevare e monitorare due importanti segnali vitali provenienti dall’attività respiratoria e cardiaca. E’ il confort la parola chiave di questo sistema, la specifica progettuale da cui si è partiti per la realizzazione di uno strumento che sia quanto più confortevole per il paziente. Per obbedire a tale richiesta sono stati scelti come sensori dei particolari cavi piezoelettrici, che permettono di essere integrati facilmente in un capo di abbigliamento, quale una maglietta. Inoltre per poter garantire la libertà di movimento del paziente , si è deciso di utilizzare dispositivi a bassa potenza, in maniera da poter alimentare il sistema a batterie; per la trasmissione wireless dei dati è stato adottato il protocollo ZigBee[7],[8]. Nei prossimi capitoli ci soffermeremo sull’analisi dello stato dell’arte, analizzando pregi e difetti dei prodotti attualmente disponibili sul mercato. Forniremo una descrizione hardware del nostro dispositivo, partendo dalla scelta del sensore e risalendo via via, attraverso i suoi stadi, alla parte analogica e di condizionamento del segnale, allo stadio digitale, in cui l’informazione viene elaborata, ed infine alla stadio di trasmissione del segnale, che invia i dati ad una postazione remota.
All’analisi della parte hardware segue la descrizione del software implementato in particolare verrà presentato il firmware del dispositivo e il codice dedicato all’analisi ed al salvataggio dei dati su postazione remota.
Infine, nell’ultimo capitolo, analizzeremo con spirito critico i dati raccolti, in modo da individuarne pregi e difetti.
