MADEIRO, J. P. V. Sistema automático para análise de variabilidade da freqüencia cardíaca. 2007. 113 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-04T16:34:48Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_jpvmadeiro.pdf: 3277264 bytes, checksum: a1bfac9d9679f19a97ce8696acad8204 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-05T19:51:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_jpvmadeiro.pdf: 3277264 bytes, checksum: a1bfac9d9679f19a97ce8696acad8204 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-05T19:51:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_jpvmadeiro.pdf: 3277264 bytes, checksum: a1bfac9d9679f19a97ce8696acad8204 (MD5) Previous issue date: 2007-10 / This dissertation describes a system for analysis of heart rate variability through metrics on time and frequency domain and by non-linear methodology, which is initiated by the process of segmentation of the QRS complex of the electrocardiogram signal. The motivation for this work is the analysis of the influence from the algorithms of beat segmentation and selection of valid cardiac cycles for the variability analysis, which were developed in the research process, over the computation of the metrics. After determining the intervals between QRS complexes (RR), the cardiac cycles with ectopic beats, resultant of arrhythmic events or detection fails (false-positive or false negative) are excluded. Then, the available metrics of heart rate variability found on literature are computed over the time series of intervals between normal beats (NN): on time domain (statistical and geometrical methods), on frequency domain (VLF - Very Low Frequency, LF - Low Frequency and HF – High Frequency) and by non-linear methodology (Poincaré plot). The QRS detection and segmentation results are validated through simulation tests over exams from Arrhythmia Database and QT database of the MIT-BIH database. The manual annotations of the QRS fiducial points and QRS onset and offset are compared with the automatic detections. The results related to heart rate variability metrics are validated through the manual selection of beats, and consequently of the intervals between them, pertaining to exams selected from Arrhythmia Database and the computation of the referred metrics over them, comparing with those ones automatically generated by the proposed method. The system, which provides averages of positive predictivity as 99.35% and sensitivity as 99.02%, and averages of deviations between automatic and manual analysis of heart rate variability metrics varying from 0.05% to 5.24%, can be carried into several platforms, making possible its production in commercial scale. / Esta dissertação descreve um sistema de analise da variabilidade da frequêcia cardíaca através de métricas no domínio do tempo, da freqüência e por método não-linear a partir do processo de segmentação do complexo QRS do sinal eletrocardiograma. O trabalho é motivado pela influência dos algoritmos de segmentação de batimentos e de seleção dos ciclos cardíacos válidos para análise da variabilidade, esenvolvidos para este fim, na determinação das métricas de interesse. Após a determinação dos intervalos entre os complexos QRS (RR), são excluídos os ciclos cardíacos com batimentos ectópicos, resultantes de arritmia ou de falhas de detecção (falso-positivo ou falso-negativo). Em seguida, sobre a série temporal de intervalos entre batimentos normais NN são calculadas as métricas de variabilidade da freqüência cardíaca disponíveis na literatura: no domínio do tempo (métodos estatísticos e geométricos), no domínio da freqüência (componentes VLF - Very Low Frequency, LF - Low Frequency e HF - High Frequency) e por método não-linear (mapa de Poincaré). Os resultados de deteccão e segmentacão do QRS são validados através de testes experimentais sobre exames das bases Arrhythmia Database e QT database do MIT-BIH, em que as marcações manuais dos picos e das bordas dos batimentos são comparadas com as detecções automáticas. Os resultados obtidos quanto as métricas de variabilidade são validados através da seleção manual de batimentos e, por conseguinte, dos intervalos entre os mesmos, a partir de exames selecionados da base Arrhythmia Database por cardiologistas do Hospital Universitário Walter Cantidio (HUWC), e do cálculo das referidas métricas, comparando-se com aquelas geradas automaticamente pelo método proposto. O sistema, que apresenta taxas médias de99,35% de preditividade positiva e 99,02% de sensibilidade, para detecção do QRS, e médias de erros entre a análise automática e a análise manual das métricas de variabilidade variando entre 0,05% e 5,24%, pode ser embutido em diversas plataformas, viabilizando sua producão em escala comercial.

Este trabalho pretende, na visão de novas tecnologias, discutir o processo de forjamento das ligas de alumínio (ABNT 6061), buscando propor uma metodologia baseada na ciência da engenharia. Deseja-se minimizar os procedimentos de tentativa e erro no desenvolvimento de processos de conformação. Para tanto, novas tecnologias disponíveis atualmente, tais como o Projeto Assistido por Computador (CAD), a Fabricação Assistida por Computador (CAM) e a Simulação do Processo (CAE) são empregadas. Resultados experimentais mostrando o comportamento da liga ABNT 6061 através das curvas de escoamento bem como o estabelecimento da condição do atrito no processo de conformação, avaliando dois lubrificantes comerciais disponíveis (Deltaforge 31 e Oildag) para aplicações nas ligas de alumínio, são reportados neste trabalho. A comparação dos resultados obtidos de um experimento prático de forjamento com a simulação pelo "Método dos Elementos Finitos" usando o código "QForm" é apresentada para uma peça de simetria axial em liga de alumínio. Finalmente, os resultados obtidos no forjamento de um componente automotivo em liga de alumínio (ABNT 6061), desenvolvido em parceria com a empresa Dana, são analisados e comparados com as simulações computacionais realizadas usando o código "Superforge".

Este trabalho pretende, na visão de novas tecnologias, discutir o processo de forjamento das ligas de alumínio (ABNT 6061), buscando propor uma metodologia baseada na ciência da engenharia. Deseja-se minimizar os procedimentos de tentativa e erro no desenvolvimento de processos de conformação. Para tanto, novas tecnologias disponíveis atualmente, tais como o Projeto Assistido por Computador (CAD), a Fabricação Assistida por Computador (CAM) e a Simulação do Processo (CAE) são empregadas. Resultados experimentais mostrando o comportamento da liga ABNT 6061 através das curvas de escoamento bem como o estabelecimento da condição do atrito no processo de conformação, avaliando dois lubrificantes comerciais disponíveis (Deltaforge 31 e Oildag) para aplicações nas ligas de alumínio, são reportados neste trabalho. A comparação dos resultados obtidos de um experimento prático de forjamento com a simulação pelo "Método dos Elementos Finitos" usando o código "QForm" é apresentada para uma peça de simetria axial em liga de alumínio. Finalmente, os resultados obtidos no forjamento de um componente automotivo em liga de alumínio (ABNT 6061), desenvolvido em parceria com a empresa Dana, são analisados e comparados com as simulações computacionais realizadas usando o código "Superforge".

Neste trabalho, apresentamos uma solução analítica para a aproximação SN da equação de transporte dependente do tempo com fonte, tanto para uma placa homogênea quanto heterogênea, assumindo modelo de multigrupo. A ideia principal envolve os seguintes passos: construção da solução para a equação mencionada em uma placa homogênea pela aplicação da técnica da dupla transformada de Laplace. Para tal, inicialmente aplicamos a transformada de Laplace na variável tempo, resolvendo, na sequência, a equação resultante pelo método LTSN. Finalmente determinamos a solução procurada para o fluxo angular usando o teorema de inversão da transformada de Laplace. Por este procedimento a solução é escrita em termos de uma integral de linha na variável tempo, a qual aqui é avaliada pelos seguintes esquemas numéricos: quadratura Gaussiana, Série de Fourier, Gaver-Stehfest e Gaver Wynn-Rho. Uma vez que a solução para o problema homogêneo é conhecida, determinamos a solução para a placa de multi-camadas usando a solução encontrada para uma placa genérica, o que nos possibilita obtermos a solução global para uma placa heterogênea aplicando a condição de contorno e também impondo a condição de continuidade para o fluxo angular nas interfaces. Concluímos apresentando comparações entre os resultados numéricos obtidos pela inversão numérica da transformada de Laplace considerada, bem como o comportamento assintótico desta solução quando o tempo vai para o infinito. / In this dissertation is presented an analytical solution for the approximation SN transport equation with the time dependent power, to homogeneous plates as to heterogeneous, assuming a multigroup model with isotropic scattering. The main idea involves the following steps, in this order: construction of a solution to the equation mentioned in a homogeneous plate by applying the technique of the double Laplace transform. In order to do this, is applied the Laplace transform in time variable, solving the resulting equation by the LTSN method. Finally is determined he solution sought for the angular flux using the theorem of inverted Laplace transform. By this procedure the solution is written in terms of a line integral in the time variable, which here is measured by the following numerical schemes: Gauss quadrature, Fourier series, Gaver-Stehfest and Gaver-Wynn-Rho. Once the solution for the homogeneous problem is known, is determined the solution for the multilayered slab assigning this homogeneous solution for a generic slab, which allow us to obtain the global solution for the one that is heterogeneous applying the boundary condition, and also imposing the continuity condition for the angular flux at interface. Finally is concluded, reporting numerical comparisons among the results attained by the Laplace transform inversion approaches considered, as well the assymptotic behavior of this solution when time goes to infinity.

MADEIRO, J. P. V. Detecção e segmentação automática de batimentos cardíacos do eletrocardiograma por modelagem matemática e combinação das transformadas Wavelet e de Hilbert. 2013. 130 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-08-20T14:49:37Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_jpvmadeiro.pdf: 13133519 bytes, checksum: c99737b92e3dcc3bab14e2da30c002df (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-08-20T14:50:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_jpvmadeiro.pdf: 13133519 bytes, checksum: c99737b92e3dcc3bab14e2da30c002df (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-20T14:50:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_jpvmadeiro.pdf: 13133519 bytes, checksum: c99737b92e3dcc3bab14e2da30c002df (MD5) Previous issue date: 2013-05-17 / A utomatic diagnostic aid systems aim the extraction of speci c parameters in order to support the analysis of a patient's physiological conditions possibly using computing algorithms. In the context of cardiology, such systems are particularly important when applied over long-term ECG signals, for example the 24-h holter examinations. The digital signal processing techniques for ECG waves segmentation and automatic feature extraction, which are proposed in this thesis, cover various research elds. Firstly, the proposed system performs QRS complex detection and segmentation, which is related to ventricular depolarization. The used methodology combines the adaptive threshold technique, Hilbert and Wavelet transforms and the rst-derivative lter with a new approach of preprocessing suppression over the whole ECG signal and selection of Wavelet scale factor for a given predominant QRS morphology. As output information we obtain the RR time-series (tachogram), the time-series of QRS complex durations and amplitudes. In the second stage, the developed system performs T-wave detection and segmentation, whose waveform is related to ventricular repolarization activity. It is proposed a new mathematical model concerning the possible T-wave morphologies based on a Gaussian function, modi ed by a mathematical procedure to insert asymmetry. Once the template is computed, cross-correlation and an approach based on the computation of Trapezium's area are used to locate, respectively, the peak, or the peaks for biphasic waves, and end point of each T-wave throughout the whole raw ECG signal. Among the metrics derived from the detected ducial points, we emphasize the QT intervals, which are the time intervals between the QRS onset and the T-wave end. After the segmentation of the ECG waves, we perform two important case studies using the ducial points and segments detected in the previous stages: ventricular activity subtraction in intracardiac atrial brillation electrogram and heart hate variability (HRV) analysis for a set of elderly patients which were selected in the Geriatric Outpatient Clinic of the Walter Cantidio University Hospital. After evaluating the overall methodology of QRS detection and segmentation over various manually annotated databases, inclusive the public MIT-BIH Arrhythmia database and QT database, we have obtained the following detection rates and delineation time errors: sensitivity of 99.51%, positive predictivity of 99.44%, QRS onset time error of 2.85 9.90 ms and QRS o set time error of 2.83 12.26 ms. Regarding T-wave detection and delineation, the proposed method has attained sensitivity of 99.48%, positive predictivity of 99.53%, and average time errors of 0.51 8.06 ms, for T-wave peak location, and 0.11 11.73 ms, for T-wave end location. Regarding the rst case study concerning the use of the ducial points detected from the segmented QRS complexes and T-waves over intracardiac atrial brillation electrogram, the method of ventricular activity subtraction has attained a signi cant attenuation for frequencies above 10 Hz, and also for components of frequency range around 3 Hz to 6 Hz, respectively due to ventricular depolarization and repolarization subtraction. For the second application, the analysis of the evolution of heart rate variability metrics in frequency domain associated to sympathetic branch activity allows recognizing speci c tendencies regarding aspects of proper functioning/dysautonomia of the autonomic nervous system for each predetermined elderly class according to the concepts of frailty phenotype: frail, pre-frail and robust ones. The overall results suggest that the set of methodologies developed for ECG waves segmentation provides high rates of accurate and robust detections for a wide variety of morphologies, such that they can be applied in various situations for aid to diagnosis. Given the set of possible metrics and time-series which can be extracted from the ECG signals, after their segmentation, the referred methods can support projects of clinical research and development of markers/indicators of adverse cardiovascular events. / Sistemas automáticos de auxílio ao diagnóstico visam à extração de métricas específicas, podendo ser por algoritmos computacionais, de forma a subsidiar a análise por parte do especialista de condições orgânicas e fisiológicas do paciente. No contexto da cardiologia, referidos sistemas são particularmente importantes quando aplicados no processamento de sinais de longa duração, como o eletrocardiograma (ECG) de 24 horas. As técnicas para segmentação e extração automática de parâmetros do sinal ECG propostas nesta tese abrangem diversos campos de pesquisa. Inicialmente, o sistema realiza a detecção e a segmentação do complexo QRS, relacionado à despolarização ventricular. Como metodologia, utiliza-se a combinação das técnicas do limiar adaptativo, das transformadas de Hilbert e Wavelet e do filtro derivativo com uma nova abordagem de redução de pré-processamento e de seleção do fator de escala da Wavelet. Ao final desta etapa, obtêm-se a série de intervalos RR, a série de durações de cada complexo QRS e de suas amplitudes. No segundo momento, tem-se a detecção e a segmentação da onda T, relacionada à repolarização ventricular. Propõe-se um novo modelo matemático do comportamento morfológico da onda T baseado na função Gaussiana, modificada por um procedimento matemático de inserção de assimetria. Uma vez obtidos os parâmetros de modelagem para uma dada morfologia predominante de onda T, a função de correlação cruzada é utilizada para a detecção do pico e uma técnica baseada no cálculo da área de trapézios é utilizada para a localização do final da forma de onda. Dentre as métricas derivadas das informações extraídas, destaca-se a série de intervalos QT, segmento que vai do início de cada complexo QRS ao final de cada onda T. Finalizado o processo de segmentação, dois estudos de caso são realizados: subtração da atividade ventricular em sinais eletrogramas atriais de pacientes com fibrilação atrial (FA) e análise de séries de variabilidade da frequência cardíaca (VFC) de um conjunto de pacientes idosos selecionados pelo Ambulatório de Geriatria do Hospital Universitário Wálter Cantídio. A partir de experimentos de validação em bases de dados diversas com anotações manuais dos batimentos, obtêm-se as seguintes taxas de detecção e erros de delineamento para o complexo QRS: sensibilidade de 99,51%, preditividade positiva de 99,44%, erro médio de início (QRS onset) de 2,85 ± 9,90 ms e erro médio de final (QRS offset) de 2,83 ± 12,26 ms. Com relação à detecção e segmentação da onda T, obtêm-se os seguintes resultados: sensibilidade de 99,48%, preditividade positiva de 99,53%, erro médio de localização de pico de 0,51 ± 8,06 ms e erro médio de localização de final da forma de onda de 0,11 ± 11,73 ms. Quanto ao primeiro estudo de caso de uso dos pontos fiduciais detectados, a potência média dos sinais eletrogramas atriais, após a subtração da atividade ventricular, é significativamente reduzida para frequências acima de 10 Hz, predominantemente associadas ao complexo QRS, bem como para frequências na faixa de 3 a 5 Hz, relacionadas à atividade elétrica de repolarização ventricular. Para o segundo estudo, a análise do comportamento de métricas no domínio da frequência associadas à atividade do sistema nervoso simpático permite o reconhecimento de tendências próprias e características, no que tange a aspectos de funcionamento/disautonomia do sistema nervoso autonômico, de cada classe pré-determinada de idosos segundo os conceitos de fenótipo de fragilidade: idosos frágeis, pré-frágeis e robustos. Os resultados obtidos sugerem que o conjunto de metodologias desenvolvidas para a segmentação do sinal ECG apresenta altas taxas de precisão, repetibilidade e robustez a uma ampla gama de morfologias, podendo ser aplicado em diversos contextos de auxílio ao diagnóstico. Dadas as métricas e séries temporais que podem ser extraídas, os referidos métodos também podem dar suporte a processos de investigação clínica e desenvolvimento de marcadores/indicadores de eventos cardiovasculares adversos.

Este trabalho pretende, na visão de novas tecnologias, discutir o processo de forjamento das ligas de alumínio (ABNT 6061), buscando propor uma metodologia baseada na ciência da engenharia. Deseja-se minimizar os procedimentos de tentativa e erro no desenvolvimento de processos de conformação. Para tanto, novas tecnologias disponíveis atualmente, tais como o Projeto Assistido por Computador (CAD), a Fabricação Assistida por Computador (CAM) e a Simulação do Processo (CAE) são empregadas. Resultados experimentais mostrando o comportamento da liga ABNT 6061 através das curvas de escoamento bem como o estabelecimento da condição do atrito no processo de conformação, avaliando dois lubrificantes comerciais disponíveis (Deltaforge 31 e Oildag) para aplicações nas ligas de alumínio, são reportados neste trabalho. A comparação dos resultados obtidos de um experimento prático de forjamento com a simulação pelo "Método dos Elementos Finitos" usando o código "QForm" é apresentada para uma peça de simetria axial em liga de alumínio. Finalmente, os resultados obtidos no forjamento de um componente automotivo em liga de alumínio (ABNT 6061), desenvolvido em parceria com a empresa Dana, são analisados e comparados com as simulações computacionais realizadas usando o código "Superforge".

Neste trabalho, apresentamos uma solução analítica para a aproximação SN da equação de transporte dependente do tempo com fonte, tanto para uma placa homogênea quanto heterogênea, assumindo modelo de multigrupo. A ideia principal envolve os seguintes passos: construção da solução para a equação mencionada em uma placa homogênea pela aplicação da técnica da dupla transformada de Laplace. Para tal, inicialmente aplicamos a transformada de Laplace na variável tempo, resolvendo, na sequência, a equação resultante pelo método LTSN. Finalmente determinamos a solução procurada para o fluxo angular usando o teorema de inversão da transformada de Laplace. Por este procedimento a solução é escrita em termos de uma integral de linha na variável tempo, a qual aqui é avaliada pelos seguintes esquemas numéricos: quadratura Gaussiana, Série de Fourier, Gaver-Stehfest e Gaver Wynn-Rho. Uma vez que a solução para o problema homogêneo é conhecida, determinamos a solução para a placa de multi-camadas usando a solução encontrada para uma placa genérica, o que nos possibilita obtermos a solução global para uma placa heterogênea aplicando a condição de contorno e também impondo a condição de continuidade para o fluxo angular nas interfaces. Concluímos apresentando comparações entre os resultados numéricos obtidos pela inversão numérica da transformada de Laplace considerada, bem como o comportamento assintótico desta solução quando o tempo vai para o infinito. / In this dissertation is presented an analytical solution for the approximation SN transport equation with the time dependent power, to homogeneous plates as to heterogeneous, assuming a multigroup model with isotropic scattering. The main idea involves the following steps, in this order: construction of a solution to the equation mentioned in a homogeneous plate by applying the technique of the double Laplace transform. In order to do this, is applied the Laplace transform in time variable, solving the resulting equation by the LTSN method. Finally is determined he solution sought for the angular flux using the theorem of inverted Laplace transform. By this procedure the solution is written in terms of a line integral in the time variable, which here is measured by the following numerical schemes: Gauss quadrature, Fourier series, Gaver-Stehfest and Gaver-Wynn-Rho. Once the solution for the homogeneous problem is known, is determined the solution for the multilayered slab assigning this homogeneous solution for a generic slab, which allow us to obtain the global solution for the one that is heterogeneous applying the boundary condition, and also imposing the continuity condition for the angular flux at interface. Finally is concluded, reporting numerical comparisons among the results attained by the Laplace transform inversion approaches considered, as well the assymptotic behavior of this solution when time goes to infinity.

Neste trabalho, apresentamos uma solução analítica para a aproximação SN da equação de transporte dependente do tempo com fonte, tanto para uma placa homogênea quanto heterogênea, assumindo modelo de multigrupo. A ideia principal envolve os seguintes passos: construção da solução para a equação mencionada em uma placa homogênea pela aplicação da técnica da dupla transformada de Laplace. Para tal, inicialmente aplicamos a transformada de Laplace na variável tempo, resolvendo, na sequência, a equação resultante pelo método LTSN. Finalmente determinamos a solução procurada para o fluxo angular usando o teorema de inversão da transformada de Laplace. Por este procedimento a solução é escrita em termos de uma integral de linha na variável tempo, a qual aqui é avaliada pelos seguintes esquemas numéricos: quadratura Gaussiana, Série de Fourier, Gaver-Stehfest e Gaver Wynn-Rho. Uma vez que a solução para o problema homogêneo é conhecida, determinamos a solução para a placa de multi-camadas usando a solução encontrada para uma placa genérica, o que nos possibilita obtermos a solução global para uma placa heterogênea aplicando a condição de contorno e também impondo a condição de continuidade para o fluxo angular nas interfaces. Concluímos apresentando comparações entre os resultados numéricos obtidos pela inversão numérica da transformada de Laplace considerada, bem como o comportamento assintótico desta solução quando o tempo vai para o infinito. / In this dissertation is presented an analytical solution for the approximation SN transport equation with the time dependent power, to homogeneous plates as to heterogeneous, assuming a multigroup model with isotropic scattering. The main idea involves the following steps, in this order: construction of a solution to the equation mentioned in a homogeneous plate by applying the technique of the double Laplace transform. In order to do this, is applied the Laplace transform in time variable, solving the resulting equation by the LTSN method. Finally is determined he solution sought for the angular flux using the theorem of inverted Laplace transform. By this procedure the solution is written in terms of a line integral in the time variable, which here is measured by the following numerical schemes: Gauss quadrature, Fourier series, Gaver-Stehfest and Gaver-Wynn-Rho. Once the solution for the homogeneous problem is known, is determined the solution for the multilayered slab assigning this homogeneous solution for a generic slab, which allow us to obtain the global solution for the one that is heterogeneous applying the boundary condition, and also imposing the continuity condition for the angular flux at interface. Finally is concluded, reporting numerical comparisons among the results attained by the Laplace transform inversion approaches considered, as well the assymptotic behavior of this solution when time goes to infinity.

nÃo hà / This dissertation describes a system for analysis of heart rate variability through metrics on time and frequency domain and by non-linear methodology, which is initiated by the process of segmentation of the QRS complex of the electrocardiogram signal. The motivation for this work is the analysis of the influence from the algorithms of beat segmentation and selection of valid cardiac cycles for the variability analysis, which were developed in the research process, over the computation of the metrics. After determining the intervals between QRS complexes (RR), the cardiac cycles with ectopic beats, resultant of arrhythmic events or detection fails (false-positive or false negative) are excluded. Then, the available metrics of heart rate variability found on literature are computed over the time series of intervals between normal beats (NN): on time domain (statistical and geometrical methods), on frequency domain (VLF - Very Low Frequency, LF - Low Frequency and HF â High Frequency) and by non-linear methodology (Poincarà plot). The QRS detection and segmentation results are validated through simulation tests over exams from Arrhythmia Database and QT database of the MIT-BIH database. The manual annotations of the QRS fiducial points and QRS onset and offset are compared with the automatic detections. The results related to heart rate variability metrics are validated through the manual selection of beats, and consequently of the intervals between them, pertaining to exams selected from Arrhythmia Database and the computation of the referred metrics over them, comparing with those ones automatically generated by the proposed method. The system, which provides averages of positive predictivity as 99.35% and sensitivity as 99.02%, and averages of deviations between automatic and manual analysis of heart rate variability metrics varying from 0.05% to 5.24%, can be carried into several platforms, making possible its production in commercial scale. / Esta dissertaÃÃo descreve um sistema de analise da variabilidade da frequÃcia cardÃaca atravÃs de mÃtricas no domÃnio do tempo, da freqÃÃncia e por mÃtodo nÃo-linear a partir do processo de segmentaÃÃo do complexo QRS do sinal eletrocardiograma. O trabalho à motivado pela influÃncia dos algoritmos de segmentaÃÃo de batimentos e de seleÃÃo dos ciclos cardÃacos vÃlidos para anÃlise da variabilidade, esenvolvidos para este fim, na determinaÃÃo das mÃtricas de interesse. ApÃs a determinaÃÃo dos intervalos entre os complexos QRS (RR), sÃo excluÃdos os ciclos cardÃacos com batimentos ectÃpicos, resultantes de arritmia ou de falhas de detecÃÃo (falso-positivo ou falso-negativo). Em seguida, sobre a sÃrie temporal de intervalos entre batimentos normais NN sÃo calculadas as mÃtricas de variabilidade da freqÃÃncia cardÃaca disponÃveis na literatura: no domÃnio do tempo (mÃtodos estatÃsticos e geomÃtricos), no domÃnio da freqÃÃncia (componentes VLF - Very Low Frequency, LF - Low Frequency e HF - High Frequency) e por mÃtodo nÃo-linear (mapa de PoincarÃ). Os resultados de deteccÃo e segmentacÃo do QRS sÃo validados atravÃs de testes experimentais sobre exames das bases Arrhythmia Database e QT database do MIT-BIH, em que as marcaÃÃes manuais dos picos e das bordas dos batimentos sÃo comparadas com as detecÃÃes automÃticas. Os resultados obtidos quanto as mÃtricas de variabilidade sÃo validados atravÃs da seleÃÃo manual de batimentos e, por conseguinte, dos intervalos entre os mesmos, a partir de exames selecionados da base Arrhythmia Database por cardiologistas do Hospital UniversitÃrio Walter Cantidio (HUWC), e do cÃlculo das referidas mÃtricas, comparando-se com aquelas geradas automaticamente pelo mÃtodo proposto. O sistema, que apresenta taxas mÃdias de99,35% de preditividade positiva e 99,02% de sensibilidade, para detecÃÃo do QRS, e mÃdias de erros entre a anÃlise automÃtica e a anÃlise manual das mÃtricas de variabilidade variando entre 0,05% e 5,24%, pode ser embutido em diversas plataformas, viabilizando sua producÃo em escala comercial.

Submitted by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-04-17T14:22:33Z No. of bitstreams: 2 TESE Raimundo Corrêa de Oliveira.pdf: 4679493 bytes, checksum: 92c147d723d5ebefcda7c913e4f62516 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-17T14:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE Raimundo Corrêa de Oliveira.pdf: 4679493 bytes, checksum: 92c147d723d5ebefcda7c913e4f62516 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-04-17 / Esta tese apresenta novos algoritmos rápidos para computação das transformadas discretas de Fourier (DFT) e de Hartley (DHT), denominados FFT e FHT, respectivamente. Os algoritmos FFT são baseados em uma expansão em série matricial de Laurent da matriz de transformação da DFT de comprimento N ≡ 4(mod 8). A complexidade multiplicativa destes apresenta um ganho em relação aos algoritmos Cooley-Tukey base-2 e base-4. Os algoritmos FHT são baseados na expansão da matriz de transformação da DHT de comprimento N ≡ 0(mod 4). Estes algoritmos rápidos apresentaram um melhor desempenho que algoritmos conhecidos para computação da DHT. Além disso, são apresentados algoritmos ótimos, ou seja, de complexidade multiplicativa mínima, para esta transformada, para os comprimentos N = 8, 12, 16 e 24. Uma implementação em FPGA de um dispositivo que calcula as duas transformadas é apresentado; o dispositivo utilizado para implementar o projeto foi um Xilinx Spartan 3E.