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Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de métodos de processamento e inteligência computacional no ECG ambulatorial
(Universidade Federal do Pará, 2012-04-26) EVANGELISTA NETO, João; VÁZQUEZ SEISDEDOS, Carlos Román; http://lattes.cnpq.br/5337885650253619; OLIVEIRA, Roberto Célio Limão de; http://lattes.cnpq.br/4497607460894318
A monitorização ambulatorial do eletrocardiograma (ECG) permite seguir as atividades cotidianas do paciente durante períodos de 24 horas (ou ainda maiores) possibilitando o estudo de casos que pudessem ter episódios arrítmicos fatais. Entretanto, o maior desafio tecnológico que este tipo de monitorização enfrenta é a perda de informação pela presença de ruídos e artefatos quando o paciente se move. A análise do intervalo QT de despolarização e repolarização ventricular do eletrocardiograma superficial é uma técnica não invasiva com um grande valor para a diagnose e prognósticos de cardiopatias e neuropatias, assim como para a predição da morte cardíaca súbita. A análise do desvio padrão do intervalo QT proporciona informação sobre a dispersão (temporal ou espacial) da repolarização ventricular, entretanto a influencia do ruído provoca erros na detecção do final da onda T que são apreciáveis devido ao fato dos valores pequenos do desvio padrão do QT tanto para sujeitos patológicos e quanto para os sãos. O objetivo geral desta tese é melhorar os métodos de processamento do sinal de ECG ambulatorial usando inteligência computacional, especificamente os métodos relacionados com a detecção do final da onda T, e os de reconhecimento morfológico de batimentos que invalidam a análise da variabilidade do intervalo QT. É proposto e validado (em termos de exatidão e precisão) um novo método e algoritmo para estimar o final da onda T baseado no calculo de áreas de trapézios, empregando sinais da base de dados QT da Physionet. O desempenho do método proposto foi testado e comparado com um dos métodos mais usados para detectar o final da onda T: o método baseado no limiar na primeira derivada. O método de inteligência computacional sugerido combina a extração de características usando o método de análise de componentes principais não lineares e a rede neural de tipo perceptron multicamada. O método de áreas de trapézios teve um bom desempenho em condições ruidosas e não depende de nenhum limiar empírico, sendo adequado para situações com níveis de elevados de ruído de banda larga. O método de reconhecimento morfológico de batimentos foi avaliado com sinais ambulatoriais com e sem artefatos pertencentes a bases de dados de prestigio internacional, e mostrou um bom desempenho.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo e desenvolvimento de um protótipo para redução da interferência de modo comum usando balanceamento dinâmico de impedância aplicado em biosensores e sensores eletroresistivos
(Universidade Federal do Pará, 2013-10-25) NEGRÃO, João Francisco Ribeiro; ARAÚJO, Guilherme Augusto Limeira; http://lattes.cnpq.br/8261564685433904; COSTA JÚNIOR, Carlos Tavares da; http://lattes.cnpq.br/6328549183075122
A interferência eletromagnética causada pela linha de energia elétrica afeta negativamente os sinais de instrumentos eletrônicos, especialmente aqueles com baixos níveis de amplitude. Este tipo de interferência é conhecida como interferência de modo comum. Existem muitos métodos e arquiteturas utilizadas para minimizar a influência deste fenômeno de interferência em instrumentos eletrônicos, o mais comum dos quais é a utilização de filtros rejeita banda. Este trabalho apresenta: a análise, desenvolvimento, protótipo e teste de uma nova arquitetura de filtro com característica reconfigurável para instrumentos biomédicos e medição de dados de fluxo em fluido de alta complexidade, com objetivo de reduzir a interferência de modo comum e preservar as componentes do sinal útil na mesma faixa de frequência do ruído, utilizando a técnica de equilíbrio dinâmico de impedância. Além disso, este trabalho pode ser usado em qualquer sistema de medição que também sofra interferência na frequência da linha de alimentação (50/60 Hz, no Brasil e na França, 60 Hz nos Estados Unidos da América). Os blocos de circuitos foram modelados matematicamente e a função de transferência global do circuito fechado foi gerada. Em seguida, o projeto foi descrito e simulado na língua VHDL_AMS e também em um software de simulação eletrônica, usando blocos de componentes discretos, com e sem realimentação. Após análise teórica dos resultados da simulação, um circuito protótipo foi construído e testado usando como entrada um sinal obtido a partir de eletrodos de ECG e Eletrodos Eletroresistivos. Os resultados experimentais do circuito condizem com os da simulação: uma redução de ruído de 98,7% foi obtida em simulações utilizando um sinal sinusoidal, e uma redução de 92% foi realizada utilizando eletrodos de ECG em testes experimentais. Os mesmos testes em eletrodos Eletroresistivos, obtendo o maior valor de 80,3% de redução (durante análise de 3 casos). Em ambos os casos, o sinal útil foi preservado. O método e a sua arquitetura pode ser aplicado para atenuar as interferências que ocorrem na mesma banda de frequência das componentes do sinal útil, preservando ao mesmo tempo estes sinais.
Acesso aberto (Open Access)
Modelamento matemático de interfaces neurológicas
(Universidade Federal do Pará, 2009) GOMES, Fernando Antonio Pinheiro; DMITRIEV, Victor Alexandrovich; http://lattes.cnpq.br/0684541646225359
O estudo do comportamento dinâmico da junção que se forma ao se unir uma fibra nervosa a um semicondutor é objeto de muitas pesquisas ultimamente em grandes centros de pesquisas. Estes estudos levam basicamente a dois modelos matemáticos de modelagem da junção: o modelo de contacto de ponta e o modelo de contacto de área. Utilizando o modelo de contacto de área, resolve-se a equação diferencial que descreve o comportamento dinâmico da junção neurônio-semicondutor, através de dois métodos analíticos. No primeiro método a solução da equação diferencial é obtida através da soma de duas equações: da solução da equação homogênea mais a da equação particular, obtendo dessa forma, o resultado que consta na literatura. Já o segundo método é o que descreve a solução usando as funções de Green, cujo resultado, embora não coincidente com o da literatura, é totalmente coincidente na região de interesse dentro da junção. A vantagem do uso da função de Green na determinação da solução de uma equação diferencial, é que, uma vez determinada essa função, a solução dessa equação diferencial é obtida de forma imediata, bastando para tal, fazer um processo de integração do produto entre a função de Green e a função de excitação ou fonte. Por último, mostra-se a completa equivalência entre os dois métodos de soluções da equação diferencial.
Acesso aberto (Open Access)
Sistema robotizado para reabilitação de acometidos pelo acidente vascular encefálico - AVE
(Universidade Federal do Pará, 2017-08-03) ZAHLAN, Amir Samer; SILVA FILHO, Manoel da; http://lattes.cnpq.br/2032152778116209
O AVE está em quinto lugar entre as doenças que mais matam nos Estados Unidos sendo, também, uma das principais causas de incapacidade neurológica do mundo. Nos últimos anos, a terapia robótica vem ganhando cada vez mais espaço na reabilitação de indivíduos acometidos por um AVE, se mostrando, em alguns casos, mais eficiente que a terapia convencional. Poucos estudos exploram a reabilitação do tronco em indivíduos acometidos pelo AVE, assim como as reaçõesde equilíbrio com o paciente sentado, sendo que muitas atividades diárias são realizadas nessa posição. Graças aos sistemas robóticos, é possível proporcionar uma alta dosagem e intensidade de treinos repetitivos voltados a atividades específicas. Pensando nisso, foi desenvolvida uma plataforma para avaliar as reações dos indivíduos acometidos por um AVE, utilizando tecnologias robóticas. Foi construído um modelo para simular os movimentos do sistema utilizando peças usinadas em plástico. Para configurar os protocolos de movimentos foi desenvolvida uma interface gráfica de controle onde o fisioterapeuta pode inserir os parâmetros dos comandos de movimento, como: angulação, velocidade e eixo dos movimentos. A partir do desvio padrão dos dados coletados das posições dos acelerômetros, foi possível mostrar que a plataforma se move de acordo com o programado, seguindo uma precisão de até 1°. Espera-se que com o dispositivo robótico se possa atender maior número de pacientes, sendo uma alternativa na reabilitaçãodo AVE, proporcionando um ambiente seguro e propício para a reabilitação.