Ordenador en Línea tipo Burrows-Wheeler para Aplicaciones en Compresión sin Pérdidas del ECG Público Deposited
Es necesario comprimir sin pérdidas el ECG debido a que en la creación de bases de datos de referencia clínica, la telemedicina y el registro ambulatorio multicanal del ECG se ocuparía mucho espacio en memoria si no se comprimiera la información, pero debido a que todo el registro contiene valiosa información clínica, no deberían considerarse métodos que generen distorsión en la descompresión. A pesar de existir tecnología de memorias de grandes capacidades de almacenamiento, pensar en registro ambulatorio implica no uno o dos instrumentos sino decenas y tal vez cientos por población, esto habla de que el costo al utilizar memorias de gran capacidad encarecería la producción en serie de los dispositivos. Utilizando compresión sin pérdidas se disminuye el costo de producción de todos los instrumentos a utilizar, además se asegura un diagnóstico correcto puesto que no se pierde información alguna. La parte medular del presente trabajo es la implementación en hardware del algoritmo de Ordenamiento Paralelo de Batcher o algoritmo de Intercalación por Intercambio [1], con la finalidad de aplicarlo en la fase de Ordenamiento Reversible, la cual es parte del proceso para la compresión sin pérdidas del electrocardiograma (ECG) propuesto por Yañez y Limón [2]. Este algoritmo de compresión de datos sin pérdidas está basado en ordenamiento por bloques de Burrows y Wheeler [3]. El primer proceso de este algoritmo es un Ordenamiento Reversible de los datos en el que no sólo se comparan los datos independientes para ordenarlos, sino que el proceso depende del dato y de su posición en toda la cadena de datos que se está ordenando. Esta característica del ordenamiento le da las propiedades de ser un proceso reversible y de depender de todo el conjunto de datos que se esta ordenando (contexto), por lo tanto es un algoritmo ideal si se está pensando en un proceso sin pérdidas (totalmente reversible) y de una señal cuasi- periódica como lo es el ECG. Las características especiales del proceso a implementar y las restricciones para su diseño como son su implementación en hardware, hacen necesaria una selección adecuada de los métodos de ordenamiento y un proceso de diseño específico enfocado a la tecnología a utilizar en la implementación, que en este caso es en FPGA (Arreglo de Compuertas Programable). Cada uno de los pasos del diseño así como sus antecedentes teóricos e históricos están expuestos a lo largo del texto. Se realizaron pruebas en el simulador ModelTech para un bloque de ECG de 1024 datos con una resolución de 8 bits, a una frecuencia de muestreo de 1 KHz. La fase de Ordenamiento Reversible se simuló para implementarla en un FPGA virtex2 de XILINX, y se obtuvo que no se llevaría más de 61 mseg, ésto representa aproximadamente una dieciseisava parte del tiempo de captura (aproximadamente 1 segundo), por lo tanto es una implementación aceptable para pensar en un proceso de Compresión del ECG en línea pues aun restaría suficiente tiempo de captura para las fases restantes del proceso.
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