Estimativa da temperatura do cérebro isquêmico através do método do filtro de partículas

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Nunes, Felipe Sant’Anna
• Orientador(a): Orlande, Helcio Rangel Barreto
• Banca de defesa: Colaço, Marcelo José, Peters, Franciane Conceição, Fudym, Olivier
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio de Janeiro
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
• Departamento: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Encefalopatia Hipóxico-Isquêmica; Problema inverso; Filtro de partículas
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11422/13527

Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo bidimensional baseado na equação de Pennes para analisar o comportamento da distribuição de temperatura na cabeça de um recém-nascido sob resfriamento, induzido pelo uso de uma touca. Três casos foram considerados, dentre eles: condição de cérebro saudável, condição isquêmica local e condição isquêmica total. Para as regiões isquêmicas, a perfusão sanguínea foi diminuída em 80% do valor normal. Nas demais regiões, a perfusão foi considerada dependente da temperatura. A solução numérica para o campo de temperatura foi obtida através do método dos volumes finitos. O código computacional foi implementado no ambiente Matlab e sua verificação foi feita através da comparação dos resultados obtidos para problema direto com os resultados obtidos em um modelo de biotransferência de calor equivalente construído no COMSOL. A verificação da solução do problema direto foi feita através da análise de convergência de malha e através de um balanço de energia. A solução do problema inverso de estimativa de estado foi feita através do algoritmo de amostragem e reamostragem por importância SIR do método do filtro de partículas. Considerou-se disponíveis medidas sintéticas de temperatura, não invasivas, localizadas em três pontos na superfície da cabeça e em um ponto na saída da touca de resfriamento. Notou-se que, dependendo das incertezas associadas ao modelo de evolução de estado e ao modelo de observação, o algoritmo foi capaz de estimar as temperaturas exatas esperadas. Nas regiões onde há medidas, o algoritmo mostrou grande eficiência nas estimativas