ReP USP - Detalhe do registro: Estimação não linear de estado através do unscented Kalman filter na tomografia por impedância elétrica
Kaipio, Jari (coorient)
USP affiliated author: MOURA, FERNANDO SILVA DE - EP
Subjects: ESTIMAÇÃO NÃO LINEAR; TOMOGRAFIA; FILTROS DE KALMAN
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.
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.
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
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