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Estimação não linear de estado através do unscented Kalman filter na tomografia por impedância elétrica (2013)

  • Authors:
  • USP affiliated author: MOURA, FERNANDO SILVA DE - EP
  • School: EP
  • Sigla do Departamento: PMR
  • Subjects: ESTIMAÇÃO NÃO LINEAR; TOMOGRAFIA; FILTROS DE KALMAN
  • Language: Português
  • Abstract: A Tomografia por Impedância Elétrica tem como objetivo estimar a distribuição de impedância elétrica dentro de uma região a partir de medidas de potencial elétrico coletadas apenas em seu contorno externo quando corrente elétrica é imposta neste mesmo contorno. Uma das aplicações para esta tecnologia é o monitoramento das condições pulmonares de pacientes em Unidades de Tratamento Intensivo. Dentre vários algoritmos, destacam-se os filtros de Kalman que abordam o problema de estimação sob o ponto de vista probabilístico, procurando encontrar a distribuição de probabilidade do estado condicionada à realização das medidas. Para que estes filtros possam ser utilizados, um modelo de evolução temporal do sistema sendo observado deve ser adotado. Esta tese propõe o uso de um modelo de evolução para a variação de volume de ar nos pulmões durante a respiração de um paciente sob ventilação artificial. Este modelo é utilizado no unscented Kalman filter, uma extensão não linear do filtro de Kalman. Tal modelo é ajustado em paralelo à estimação do estado, utilizando um esquema dual de estimação. Um algoritmo de segmentação de imagem é proposto para identificar as regiões pulmonares nas imagens estimadas e assim utilizar o modelo de evolução. Com o intuito de melhorar as estimativas, o método do erro de aproximação é utilizado no modelo de observação para mitigar os erros de modelagem e informação a priori é adicionada na solução do problema inverso mal-posto. O método é avaliado através de simulações numéricas e ensaio experimental coletado em um voluntário. Os resultados mostram que o método proposto melhora as estimativas feitas pelo filtro de Kalman, propiciando a visualização de imagens absolutas, dinâmicas e com bom nível de contraste entre os tecidos e órgãos internos.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 26.02.2013
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    How to cite
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    • ABNT

      MOURA, Fernando Silva de. Estimação não linear de estado através do unscented Kalman filter na tomografia por impedância elétrica. 2013. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2013. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-01082013-154423/pt-br.php. Acesso em: 04 jul. 2022.
    • APA

      Moura, F. S. de. (2013). Estimação não linear de estado através do unscented Kalman filter na tomografia por impedância elétrica (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-01082013-154423/pt-br.php
    • NLM

      Moura FS de. Estimação não linear de estado através do unscented Kalman filter na tomografia por impedância elétrica [Internet]. 2013 ;[citado 2022 jul. 04 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-01082013-154423/pt-br.php
    • Vancouver

      Moura FS de. Estimação não linear de estado através do unscented Kalman filter na tomografia por impedância elétrica [Internet]. 2013 ;[citado 2022 jul. 04 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-01082013-154423/pt-br.php

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