Remoção da interferência da rede elétrica em sinais ecg baseado em análise de componentes independentes

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Freire Júnior, Letivan Cambraia
• Orientador(a): Lacerda, Wilian Soares
• Banca de defesa: Braga Júnior, Roberto Alves, Cerqueira, Augusto Santiago
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós- Graduação em Engenharia de Sistemas e Automação
• Departamento: Departamento de Automática
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Eletrocardiograma; Análise de Componentes Independentes; Interferência da Rede Elétrica; Biomedical Signals; Independent Component Analysis; Power Line Interference
• Área do conhecimento CNPq: Automação Eletrônica de Processos Elétricos e Industriais
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/56314

Os sinais biomédicos são registros das atividades do corpo humano. Um exemplo de sinal biomédicoé o eletrocardiograma (ECG), que é o registro das oscilações elétricas ocasionadas pelasatividades musculares cardíacas. O ECG pode ajudar no diagnóstico e prevenção de doençascardiológicas, como o infarto do miocárdio e arritmia. Estes sinais estão sujeitos ao aparecimentode diversos ruídos em sua gravação, devido a respiração do paciente e interferência darede elétrica, por exemplo. O último é causado principalmente devido a presença de camposelétricos e magnéticos no ambiente de gravação do ECG, devido ao uso de equipamentos elétricos,falhas no aterramento do equipamento, dentre outras. Isto leva a degradação do sinal, oque dificulta sua análise, sendo necessário empregar técnicas que atenuem estes ruídos. Nestetrabalho é proposto um método para remoção do ruído proveniente da rede elétrica. O métodoé baseado na utilização de filtros digitais FIR, Análise de Componentes Independentes (ICA) eTransformada de Fourier (FFT). Os filtros são utilizados para gerar sinais de observação suficientespara a aplicação da ICA. Após a aplicação desta, são extraídos as fontes independentescontidas no sinal ECG. As fontes correspondentes ao ruído da rede elétrica e seus componentesharmônicos são identificadas e são eliminados após o processamento da FFT. Por fim, asfontes estimadas pelo sinal são utilizadas para reconstrução do sinal. Para desenvolvimento dométodo foram utilizados sinais de ECG obtidos a partir da plataforma PhysioBank ATM e dasbases de dados MIT-BIH Arrythimia, onde o ruído foi adicionado manualmente, e Challenge2011 Training SET A, que dispõe de sinais originalmente corrompidos por diversos ruídos. Ométodo apresentou bons resultados e se mostrou robusto a variações que possam ocorrer, comoa presença de componentes harmônicas do sinal da rede elétrica e oscilações na relação sinal-ruídodo sinal original com o ruído adicionado. Os resultados foram comparados com um filtronotch e um filtro adaptativo com algoritmo LMS, apresentando melhor desempenho. Todas assimulações e procedimentos foram realizadas no ambiente de programação MatLab.