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

  • Authors:
  • Autor USP: MOURA, FERNANDO SILVA DE - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PMR
  • Subjects: TOMOGRAFIA; FILTROS DE KALMAN; ESTIMAÇÃO NÃO LINEAR
  • 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
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      MOURA, Fernando Silva de; GONZÁLEZ LIMA, Raúl; KAIPIO, Jari. Estimação não linear de estado através do unscented Kalman filter na tomografia por impedância elétrica. 2013.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2013. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-01082013-154423/pt-br.php >.
    • APA

      Moura, F. S. de, González Lima, R., & Kaipio, J. (2013). Estimação não linear de estado através do unscented Kalman filter na tomografia por impedância elétrica. 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, González Lima R, Kaipio J. Estimação não linear de estado através do unscented Kalman filter na tomografia por impedância elétrica [Internet]. 2013 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-01082013-154423/pt-br.php
    • Vancouver

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

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