El monitoratge de la freqüència respiratòria és una eina vital per al control de la salut d'un pacient, per detectar, prevenir i corregir patologies pulmonars o complicacions derivades de la ventilació mecànica pulmonar. Hi ha multitud de dispositius mèdics que permeten desenvolupar aquest seguiment. En aquest treball, s'utilitza un acceleròmetre triaxial col·locat a la part superior de l'abdomen per mesurar-ne els canvis d'inclinació, produïts per la inspiració i l'espiració. Aquest estudi té com a objectiu implementar un algorisme, basat en el Filtre de Kalman Ampliat (EKF), que estimi el ritme respiratori d'un pacient en temps real a partir de les mesures de l'acceleròmetre. Diferents mètodes de processament de senyals permeten reduir-ne el soroll i obtenir una aproximació del flux respiratori similar a una ona sinusoidal. L'EKF calcula les variables que defineixen aquesta ona per determinar la freqüència respiratòria, a partir de la velocitat angular i/o de l'angle de la sinusoide estimada. Els resultats obtinguts permeten concloure que el Filtre de Kalman Ampliat monitora la variació de la freqüència respiratòria de manera ràpida i eficaç, basant-se en el senyal obtingut amb l'acceleròmetre. Aquest mètode pot ser útil per a la detecció directa de la freqüència respiratòria, però també pot tenir un ús complementari a processats amb la mateixa finalitat. Una de les limitacions del funcionament de l'acceleròmetre resideix en les activitats en què la mobilitat és més elevada. En situacions on es produeixen canvis de posició, existeix un cert temps d’adaptació a aquestes variacions, i per a processos com la marxa, el filtre perd la seva funcionalitat a causa de les interferències que genera aquesta activitat.

Respiratory rate monitoring is a vital tool for monitoring a patient's health to detect, prevent and correct pulmonary pathologies or complications derived from pulmonary mechanical ventilation. There are many medical devices that allow to develop this follow-up. In the present work, a triaxial accelerometer placed in the upper part of the abdomen is used to measure its changes in inclination, produced by inspiration and expiration. This study aims to implement an algorithm, based on the Extended Kalman Filter (EKF), that estimates the respiratory rate of a patient in real time from the measurements of the accelerometer. Different signal processing methods allow to reduce noise and obtain an approximation of the respiratory flow like a sine wave. The EKF calculates the variables that define this wave to determine the respiratory rate, based on the angular velocity and/or the angle of the estimated sinusoid. The results obtained allow us to conclude that the Extended Kalman Filter monitors the variation in respiratory rate quickly and effectively, based on the signal obtained with the accelerometer. This method can be useful for the direct detection of the respiratory rate, but it can also have a complementary use to processes with the same purpose. One of the limitations of the accelerometer operation lies in the activities in which mobility is higher. In situations where position changes occur, there is a certain adaptation time to these variations, and for processes such as walking, the filter loses its functionality due to the interference generated by this activity.

La monitorización de la frecuencia respiratoria es una herramienta vital para el control de la salud de un paciente, con tal de detectar, prevenir y corregir se utiliza un acelerómetro triaxial colocado en la parte superior del abdomen para medir sus cambios de inclinación, producidos por la inspiración y la espiración. Este estudio tiene como objetivo implementar un algoritmo, basado en el Filtro de Kalman Extendido (EKF), que estime el ritmo respiratorio de un paciente en tiempo real a partir de las medidas del acelerómetro. Diferentes métodos de procesado de señales permiten reducir el ruido de estas y obtener una aproximación del flujo respiratorio similar a una onda sinusoidal. El EKF calcula las variables que definen dicha onda para determinar la frecuencia respiratoria, a partir de la velocidad angular y/o del ángulo de la sinusoide estimada. Los resultados obtenidos permiten concluir que el Filtro de Kalman Extendido monitoriza la variación de la frecuencia respiratoria de manera rápida y eficaz, en base a la señal obtenida con el acelerómetro. Dicho método puede ser útil para la detección directa de la frecuencia respiratoria, pero también puede tener un uso complementario a procesados con la misma finalidad. Una de las limitaciones del funcionamiento del acelerómetro reside en las actividades en las que la movilidad es más alta. En situaciones donde se producen cambios de posición, existe un cierto tiempo de adaptación a estas variaciones, y para procesos como la marcha, el filtro pierde su funcionalidad debido a las interferencias que genera dicha actividad.