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Authors
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Abstract(s)
Os parâmetros espectrais do sinal Doppler são usados na caracterização de fluxo
sanguíneo. No caso particular do fluxo em artéria cerebral média, a caracterização pode
incluir a detecção e classificação de embolias.
Para este efeito pretende-se estudar o desempenho de métodos de análise
espectral, nomeadamente os que tenham demonstrado bons resultados quando aplicados
a sinais Doppler em outras artérias. Para melhor quantificar o desempenho dos
estimadores espectrais, é necessário conhecer à priori as características particulares do
sinal, facto que se pretende como objectivo final deste estudo.
No sentido de disponibilizar sinais-referência para a análise do desempenho dos
estimadores espectrais na detecção de embolias, foi desenvolvido um simulador de
sinais de artéria cerebral média, com e sem embolias. Como entradas do simulador são
utilizadas curvas médias extraídas de sinais clínicos, recorrendo a um algoritmo criado
para o efeito, o Sequential Phase Shift Averaging. São também definidas pelo utilizador
características dos êmbolos, tais como, velocidade, dimensão efectiva e potência
devolvidas pela instrumentação ultra-sónica.
Durante este estudo considerou-se o fluxo sanguíneo caracterizado por quatro
parâmetros espectrais: frequência máxima, frequência média, raiz quadrada de meia
largura de banda, e, variação da potência ultra-sónica ao longo do tempo; este último
como sendo o mais relevante para a identificação e diferenciação dos êmbolos.
Recorrendo aos sinais simulados, e, analisando os espectros dos sinais de fluxo
sem embolias, verifica-se que a Short Time Fourier Transform estima melhor os
parâmetros espectrais referidos do que a distribuição tempo-frequência de Choi-
Williams ou o método paramétrico tempo-frequência de Covariância Modificada. A
análise de espectros de sinais simulados de fluxo com embolias demonstra uma
performance idêntica entre os métodos de análise temporal e a Short Time Fourier
Transform, esta na versão em que o espectro do ciclo cardíaco é composto por elevada
taxa de sobreposição de espectros de segmentos desse ciclo. Esta condicionante
associada à constatação de que uma mesma embolia é captada distintamente consoante
iii
o local do ciclo cardíaco em observação induziu a criação de uma nova representação
espectral.
A representação proposta, de nome Space-frequency representation, permite a
identificação visual da passagem do êmbolo pela janela de observação ultra-sónica. A
pesquisa da existência do êmbolo é feita em função da velocidade sanguínea máxima
instantânea, e a visualização da potência ultra-sónica por ele retornada é dimensionada
adaptativamente de acordo com a relação espaço-frequência instantânea calculada. Esta
metodologia permitirá introduzir vantagens significativas no diagnóstico clínico da
circulação do fluxo sanguíneo em artéria cerebral média.
Description
Tese de dout., Engenharia Electrónica e Computação, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2005
Keywords
Processamento de sinal Análise espectral Embolias Diagnóstico