پیاده سازی سیستم فشرده سازی سیگنال های ecg به روش نمونه برداری فشرده (cs)

از دیرباز، ضبط طولانی مدت سیگنال های قلبی، که نقش به سزایی در تشخیص و درمان بیماری ها دارد، یکی از دغدغه های پزشکان بوده است. در گذشته تنها راه ثبت این سیگنال ها، بستری کردن بیمار برای مدت موردنظر بوده است. مهم ترین اشکال این روش آن است که باعث می شود پزشک نتواند بیمار را در حالت طبیعی (در هنگام فعالیت های معمولی روزانه) مورد مطالعه قرار دهد. یکی از دستاوردهای پیشرفت علم الکترونیک در زمینه پزشکی، ارائه دستگاه هایی کوچک با کاربرد آسان برای ضبط و ذخیره سازی این سیگنال ها می باشد. این دستگاه ها که در اندازه های مختلف، از سایزهای قابل حمل تا انواع بیمارستانی در دسترس می باشند به پزشکان اجازه می دهند تا به آسانی سیگنال های قلبی بیمار را ذخیره کرده و سپس آن را مطالعه کنند. نوع قابل حمل این دستگاه ها holter monitor نامیده می شود. در طراحی دستگاه های قابل حمل پزشکی، دو فاکتور مهم، توان مصرفی و مساحت مدار می باشد. هدف این پایان نامه طراحی یک سیستم کم توان با مساحت کم برای فشرده سازی سیگنال های قلبی است. نظریه "نمونه برداری فشرده" روشی نوین برای فشرده سازی سیگنال¬های تنک می¬باشد. از آنجا که سیگنال¬های الکتروکاردیوگرام در حوزه موجک تنک هستند می¬توان از روش نمونه برداری فشرده در فشرده سازی این سیگنال¬ها استفاده کرد. از ویژگی های روش نمونه برداری فشرده در پیاده سازی، سادگی و کم حجم بودن محاسبات لازم آن است. لذا سیستم مبتنی بر این روش نسبت به سیستم های مشابه، کم توان بوده و مساحت کمی خواهد داشت. به علاوه معماری پیشنهادی این پایان نامه به گونه ای است که امکان به کارگیری تکنیک power gating را که یکی از روش های موثر کاهش توان مصرفی است، فراهم می کند. ویژگی دیگر معماری ارائه شده، مطلوب بودن آن در پیاده سازی سیستم های چندکاناله است. پیاده سازی سیستم بر روی یکی از fpgaهای بسیار کم توان شرکت microsemi انجام شده است. نتایج اندازه گیری توان مصرفی نشان می دهد که با به کارگیری تکنیک power gating توان مصرفی در فرکانس های مختلف بین 20 تا 40 درصد کاهش می یابد. همچنین افزایش توان مصرفی سیستم 4 کانال و 8 کانال نسبت به سیستم تک کانال به طور متوسط به ترتیب حدود 7.1 و 11.2 درصد و افزایش مساحت سیستم 4 کانال و 8 کانال نسبت به سیستم تک کانال به ترتیب 2.3 و 5.4 برابر می باشد.