Análise e modelação de sinais fisiológicos para a melhoria do desempenho desportivo em atletas
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Data
2017
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Resumo
A análise e modelação dos sinais fisiológicos para melhorar o desempenho desportivo de atletas, tanto profissionais como amadores, está a ganhar terreno. Este facto ocorre devido à incessante procura das pessoas se manterem em forma com o objectivo de obter a melhor qualidade de vida possível.
Um dos parâmetros fisiológicos em destaque ao longo desta dissertação é o lactato.
Este é um dos indicadores bioquímicos mais utilizado no treino desportivo porque assinala a transição entre o metabolismo aeróbico e anaeróbico. Contudo, a sua monitorização continua a ser possível, quase exclusivamente, através de métodos invasivos, como através de amostras de sangue, uma vez que as técnicas não-invasivas descritas na literatura são pouco precisas.
Métodos de medição da impedância do tecido biológico, com o intuito de avaliar o lactato no corpo humano, pode ser uma técnica, não-invasiva, alternativa.
Durante este trabalho é feita uma pequena introdução à impedância elétrica e às diversas aplicações da bioimpedância. Para se entender as propriedades elétricas do tecido biológico, foi criado um Analog Front End (AFE) baseado no circuito integrado AD5933 para analisar a evolução da bioimpedância ao longo de uma ampla gama de frequência. O desempenho do AFE é testado através de um modelo equivalente dos tecidos biológicos, com recurso a diversas componentes discretas, no intuito de se compreender se o circuito criado permite a monitorização de sinais fisiológicos, e posteriormente, a monitorização do lactato.
The analysis and modeling of physiological signals to improve performance in athletes, both professional and amateur, is gaining ground today. This is due to the incessant demand of people to keep in shape with the goal of achieving a better quality of life. One of the physiological parameters highlighted throughout the dissertation is lactate. It is one of the most used biochemical indicator in sports training because it indicates the transition between aerobic and anaerobic metabolism. However, its monitoring is still possible through invasive methods, such as blood samples. The use of the bioimpedance measurement method may be an alternative to a noninvasive technique in order to evaluate lactate in the human body. During this work, it is shown an introduction to electrical impedance and to the various applications of bioimpedance. In order to understand the electrical properties of biological tissue, an Analog Front End (AFE) based on an integrated circuit AD59933 is designed to analyze the evolution of bioimpedance over a wide frequency range. The performance of the AFE is tested using an electrical circuit based on one model of biological tissues, using several discrete components, in order to understand if the circuit created allows the monitoring of physiological signals, and later, the lactate monitoring.
The analysis and modeling of physiological signals to improve performance in athletes, both professional and amateur, is gaining ground today. This is due to the incessant demand of people to keep in shape with the goal of achieving a better quality of life. One of the physiological parameters highlighted throughout the dissertation is lactate. It is one of the most used biochemical indicator in sports training because it indicates the transition between aerobic and anaerobic metabolism. However, its monitoring is still possible through invasive methods, such as blood samples. The use of the bioimpedance measurement method may be an alternative to a noninvasive technique in order to evaluate lactate in the human body. During this work, it is shown an introduction to electrical impedance and to the various applications of bioimpedance. In order to understand the electrical properties of biological tissue, an Analog Front End (AFE) based on an integrated circuit AD59933 is designed to analyze the evolution of bioimpedance over a wide frequency range. The performance of the AFE is tested using an electrical circuit based on one model of biological tissues, using several discrete components, in order to understand if the circuit created allows the monitoring of physiological signals, and later, the lactate monitoring.
Descrição
Dissertação de Mestrado em Engenharia Biomédica
Palavras-chave
Engenharia biomédica , Treino desportivo , Impedância