Síntese e análise de sinais de variabilidade da freqüência cardíaca pela modelagem NARMAX com entrada sintética

• Ano de defesa: 2007
• Autor(a) principal: Dair Jose de Oliveira
• Orientador(a): Luis Antonio Aguirre, Murilo Eugenio Duarte Gomes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Engenharia Elétrica
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8CUFM5

Este trabalho trata do estudo de sinais de variabilidade da freqüência cardíaca (VFC). Estes sinais, que correspondem à variação instantânea da freqüência cardíaca, vem sendo estudados de forma crescente nas últimas três décadas, seja como o foco do estudo, seja como instrumento auxiliar no estudo do sistema cardiovascular. Até o final da década de oitenta as ferramentas empregadas no estudo das séries de VFC eram predominantemente alguns índices estatísticos, como o desvio padrão, e o espectro de potências; estas ferramentas ainda continuam sendo largamente empregadas. A partir do fim da década de oitenta, instrumentos de análise de dinâmica não-linear, que eram utilizadas em quantidades pouco expressivas, passaram a ganhar destaque importante na literatura. Nesse período, o sinal de VFC já foi investigado como sendo puramente aleatório, bem como sendo possuidor de dinâmica determinística. A partir desse histórico, este trabalho tem por objetivo geral investigar o sinal de VFC por meio de modelagem matemática, considerando-o como um sinal que apresenta uma dinâmica determinística imersa em uma importante componente estocástica. De maneira específica, objetiva-se apresentar um procedimento de modelagem que possibilite obter modelos que considerem os aspectos dinâmicos e estocásticos dos sinais de VFC, que, quando iterados, apresentem flutuações sustentadas e semelhantes às do sinal original em algum aspecto e que sejam capazes de assimilar algo da dinâmica subjacente. A representação matemática escolhida para os modelos foi a NARMAX polinomial. Devido às características dos sinais de VFC fez-se necessário à construção de um sinal artificial para ser usado como entrada exógena nos modelos NARMAX. Antes de aplicar o procedimento de modelagem nas séries de VFC e a fim de validá-lo, o mesmo foi aplicado a três sistemas dinâmicos conhecidos na literatura, o mapa logístico, o sistema de Rssler e o mapa de Hénon. São apresentados, neste trabalho, os resultados dos estudos de duas séries de VFC de 24h de duração, de um mesmo indivíduo considerado estar em bom estado de saúde. Para validar os resultados obtidos para as séries de VFC foram utilizados índices clássicos no estudo desses sinais, como o SDNN e também índices não-lineares como entropia aproximada, o DFA (detrended fluctuation analysis) e dinâmica simbólica. Os resultados mostraram-se promissores, pois tanto na etapa de validação do procedimento de modelagem, isto é, quando aplicado aos sistemas dinâmicos, quanto no estudo das séries de VFC os modelos obtidos foram capazes se aproximar dos sistemas originais tanto no aspecto dinâmico quanto no aspecto estocástico. Neste fato reside a contribuição desta tese, ou seja, apresentar um procedimento de modelagem que seja capaz de aproximar os modelos dos sistemas originais tanto no aspecto determinístico quanto no aspecto estocástico.