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Estimação não linear de estado através do unscented Kalman filter na tomografia por impedância elétrica

Processo: 08/07150-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de novembro de 2008
Vigência (Término): 31 de outubro de 2012
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Biomédica - Engenharia Médica
Pesquisador responsável:Raul Gonzalez Lima
Beneficiário:Fernando Silva de Moura
Instituição-sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:01/05303-4 - Novas estratégias em ventilação artificial: diagnóstico e prevenção do barotrauma/biotrauma através da tomografia de impedância elétrica (TIE), AP.TEM
Assunto(s):Sistema respiratório   Pulmão   Filtros de Kalman   Estimação não linear   Evolução temporal   Tomografia de impedância elétrica

Resumo

A Tomografia por Impedância Elétrica (TIE) é um método que tenta suprir a necessidade de observação da distribuição de impedância de um domínio. Uma de suas aplicações é o monitoramento das condições pulmonares através da sua relação com as propriedades elétricas dos tecidos e gases presentes no ar atmosférico. Entre vários algoritmos, destacam-se os filtros de Kalman que abordam o problema de estimação dos parâmetros de um modelo adotado para o sistema sob o ponto de vista probabilístico através do método de mínima variância do erro de estimação. Para que estes filtros possam ser utilizados, é necessário um modelo de evolução temporal do sistema. Devido a complexidade da dinâmica pulmonar, até hoje o único modelo utilizado é o passeio aleatório. Esta pesquisa tem como objetivo propor modelos temporais para os principais órgãos envolvidos no ciclo respiratório e usá-los no Unscented Kalman Filter (UKF), uma extensão não linear do filtro de Kalman, ainda não explorado na tomografia por impedância elétrica. Os modelos serão ajustados em tempo real através do aumento do estado do sistema, incluindo os parâmetros dos modelos na estimação. Para a tomada de decisão sobre qual modelo adotar nas diferentes regiões do tórax, um algoritmo de segmentação será feito. Os testes serão realizados através de simulações numéricas do comportamento temporal de um domínio em estudo e dados já coletados de animais. (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
MARTINS, THIAGO DE CASTRO; GUERRA TSUZUKI, MARCOS DE SALES; BUENO DE CAMARGO, ERICK DARIO LEON; LIMA, RAUL GONZALEZ; DE MOURA, FERNANDO SILVA; PASSOS AMATO, MARCELO BRITO. Interval Simulated Annealing applied to Electrical Impedance Tomography image reconstruction with fast objective function evaluation. COMPUTERS & MATHEMATICS WITH APPLICATIONS, v. 72, n. 5, p. 1230-1243, SEP 2016. Citações Web of Science: 3.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
MOURA, Fernando Silva de. Estimação não linear de estado através do unscented Kalman filter na tomografia por impedância elétrica.. 2013. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica São Paulo.

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