ISEP - DM - Computação e Instrumentação Médica
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A evolução da medicina associada ao desenvolvimento e inovação tecnológicos, conduz à aplicação generalizada dos computadores e técnicas de engenharia na instrumentação médica de diagnóstico e terapia, bem como na gestão e manipulação da informação das unidades de cuidados de saúde.
Esta evolução exige a formação adequada de engenheiros especialistas em computação e instrumentação médica.
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Percorrer ISEP - DM - Computação e Instrumentação Médica por orientador "Coelho, Luís Filipe Martins Pinto"
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- Análise e simulação de processos de manutenção de equipamentos médicos no serviço de electromedicinaPublication . Araújo, Carolina Costa; Coelho, Luís Filipe Martins PintoA dissertação abaixo apresentada, tem por objetivo a descrição detalhada do trabalho desenvolvido durante a unidade curricular de Dissertação/ Projeto do 2º ano do Mestrado em Engenharia de Computação e Instrumentação Médica do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP). Foi realizado um estudo em parceria com o Serviço de Instalações e Equipamentos (SIE) do Hospital Pedro Hispano (HPH) que pertence à Unidade Local de Saúde de Matosinhos (ULSM), com o principal objetivo de mapear os processos envolvidos na manutenção de equipamentos médicos. Este estudo conteve um período de observação e recolha de dados nas instalações do SIE durante um período de três meses e durante os quais existiu uma colaboração com os responsáveis pela Electromedicina. Neste trabalho são descritos os principais conceitos associados à manutenção de equipamentos médicos e gestão de equipamentos médicos, assim como ao mapeamento de processos. De seguida, são apresentados os fluxogramas existentes na ULSM e o resultado do mapeamento recorrendo ao Software Arena. E por fim, é realizado o estudo e análise dos dados recolhidos durante o período de observação.
- Análise objetiva ao desempenho do monofilamento de semmes-weinstein de 10 gf para avaliação da sensibilidade cutânea protetora no pé diabéticoPublication . Martins, Pedro Manuel de Castro; Coelho, Luís Filipe Martins PintoIntrodução: O pé diabético é uma complicação que comporta um risco considerável em pacientes diabéticos. A consequente perda de sensibilidade protetora nos membros inferiores obriga a um diagnóstico precoce devido à eminente possibilidade de ulceração ou amputação do membro afetado. Para avaliar a perda de sensibilidade protetora, o monofilamento de Semmes-Weinstein (SW) de 10 gf é o instrumento de primeira linha mais utilizado. Objetivo: Este estudo foi conduzido com o objetivo geral de realizar uma verificação metrológica e avaliar o desempenho do monofilamento SW de 10 gf na avaliação da perda de sensibilidade protetora. Materiais e Metodologia: Recorrendo a um equipamento de medição desenvolvido para o efeito, procedeu-se a uma verificação metrológica de três monofilamentos selecionados, através de um método manual e automatizado sob condições controladas. Realizou-se igualmente uma avaliação da perceção da força que o examinador exerce no momento de avaliar um determinado paciente utilizando o seu próprio dedo ou um objeto. Resultados: A força de compressão dos monofilamentos SW de 10 gf revelou-se altamente dependente do número de utilizações, da temperatura ambiente e humidade relativa do ar, do ângulo de incidência do monofilamento na região cutânea a avaliar, da velocidade de deslocamento do monofilamento e da ação e movimento da mão do examinador. O erro relativo associado aos monofilamentos SW é elevado e significativo, chegando a variar de 14 % a 215 %, analisando todos os monofilamentos testados no seu conjunto e em todas as condições em que estiveram expostos. A ação da mão do examinador apresenta uma grande irregularidade. A perceção que o examinador tem da força adequada que necessita de exercer, apresentou valores médios que excederam 90 gf. Conclusão: A hipótese inicialmente formulada para este estudo confirmou-se. Efetivamente todos os monofilamentos testados registaram erros relativos superiores a 10 % e a sua força de compressão é altamente dependente de fatores externos. Quanto à perceção que o examinador tem sobre a força adequada que deverá exercer para avaliar um paciente com o seu próprio dedo ou um objeto adequado (na ausência de um monofilamento SW), ficou claro que profissional de saúde coloca uma força muito superior aos 10 gf, o aconselhado para identificar uma possível perda de sensibilidade protetora no pé diabético.
- Avaliação Acústica da Fala AlaríngeaPublication . Cardoso, Elisabete Cristina de Oliveira; Coelho, Luís Filipe Martins PintoA reabilitação da comunicação – vocal – em indivíduos laringectomizados tem por desafio restaurar a qualidade da voz de pacientes impossibilitados de uma fonação laríngea. Quando um indivíduo apresenta cancro na laringe e o tratamento indicado é a laringectomia total, a maior alteração funcional é a ausência de fonação. Isto ocorre porque o indivíduo deixa de produzir voz laríngea e a introdução de fala alaríngea tornase imprescindível, para ultrapassar a perturbação da comunicação. Nestas situações, entre os métodos de fala existentes estão a voz esofágica (VE) e a fala com Prótese Traqueoesofágica (PTE). O estudo que se apresenta neste documento tem como objetivo principal definir padrões de medidas acústicas para VE e fala PTE em Português Europeu. Como objetivo secundário surge a contribuição com metodologias de suporte para o software LxReahb, em desenvolvimento, de aplicação de tecnologias de mHealth para o treino e recuperação vocal de laringectomizados totais. Para este estudo foram selecionados 10 sujeitos, anonimizados, da consulta de Terapia da Fala no Centro Hospitalar e Universitário do Porto – Hospital de Santo António, do sexo masculino, submetidos a laringectomia total. As vogais analisadas do português europeu foram as orais, apresentadas de forma escrita e combinadas com as consoantes /p/, /t/ e /k/ injetoras, ou seja, facilitadoras da emissão vocal alaríngea. Os sinais foram gravados a 44,1 kHz, a 16 bit, numa sala com um nível de ruído inferior a 40dB SPL, embora não acusticamente tratada. Para a realização da análise acústica das amostras foi utilizado o programa Praat, versão 6.1.03. O trabalho de investigação de campo incluiu a construção de uma base de dados constituída por 239 registos de voz, com graus de alteração diversos e devidamente anotados, em adultos com fala alaríngea do Português Europeu. O processo culminou com a análise da informação recolhida, descrição e discussão dos resultados obtidos. Definiram-se as medidas de TMF para VE e PTE (p=0,037). Além disso encontraram-se diferenças estatisticamente significativas, comparando a VE com a PTE, fo nas vogais /a/ e /i/ (p=0,004; p=0,000), 1º Formante em todas as vogais analisadas (p=0,001; p=0,016; p=0,002) e no 2º Formante na vogal /i/ (p=0,000) com 95% de confiança. Observando os resultados obtidos da relação do tamanho da prótese com as medidas acústicas encontramse diferenças estatisticamente significativas ao nível do 1º Formante (p=0,001; p=0,036; p=0,005) em todas as vogais; na vogal /a/ no 2º Formante (p=0,018) e HNR (p=0,022). Considerando os parâmetros com o tipo de tratamento acharam-se diferenças no 2ºFormante na vogal /i/ (p=0,018). Quando comparado o momento da colocação também se encontraram diferenças no 2º Formante na vogal /a/ (p=0,008).
- Padrões acústicos de voz na deteção de doença coronária ateroscleróticaPublication . Patrício, Mélissa; Coelho, Luís Filipe Martins PintoAtualmente, a doença cardiovascular é a principal causa de mortalidade em ambos os sexos, afetando maioritariamente os países industrializados. De entre todas as doenças cardiovasculares destaca-se inclusivamente, a Doença Arterial Coronária. Por se tratar de uma doença fortemente associada a inúmeros fatores de risco, ao longo das últimas décadas foram desenvolvidos modelos de estimativa do risco cardiovascular com base nestes. No entanto, estudos realizados identificam algumas limitações no uso destas ferramentas, revelando a necessidade de se investigar técnicas ou biomarcadores adicionais para melhorar as estimativas do risco cardiovascular. Recentemente na literatura científica, identificou-se uma possível relação entre os parâmetros do sinal voz e a doença coronária aterosclerótica. De facto, a análise acústica é uma ferramenta eficaz, não invasiva e de fácil aplicação para realizar avaliações objetivas da função vocal. Deste modo, a presente dissertação de mestrado tem como objetivo avaliar o potencial da análise da voz em identificar padrões acústicos associados à doença coronária, através da recolha de sinais de voz de pacientes diagnosticados com patologia cardíaca e de indivíduos saudáveis. Desenvolveu-se uma base de dados constituída pelas gravações de voz e registo de informações clínicas recolhidas de um total de 76 participantes. Tendo em conta os avanços tecnológicos da Inteligência Artificial e o sucesso das suas técnicas na área da medicina, para o processamento e análise dos dados recolhidos utilizou-se a técnica de deep learning devido à sua capacidade em identificar padrões e discriminar dados. Foram desenvolvidos diferentes modelos com base nas duas abordagens para a realização da análise acústica. No geral, os resultados obtidos foram satisfatórios para os diferentes dados recolhidos, inclusivamente com desempenhos de 70% a 88% de exatidão na classificação por parte dos modelos desenvolvidos.
- Redes Neuronais Pré-Treinadas na Classificação Automática de Sons CardíacosPublication . Vieira, Eduardo José Silva Carvalho; Coelho, Luís Filipe Martins PintoAs doenças cardiovasculares são uma das principais causas de morte e hospitalização, tanto em países desenvolvidos como em desenvolvimento. O seu diagnóstico requer intervenção profissional e equipamento específico, sendo normalmente dispendioso. O desenvolvimento de algoritmos capazes de segmentar e classificar sinais dos batimentos cardíacos beneficia esta área, uma vez que muitas doenças cardiovasculares se manifestam como irregularidades nos mesmos. Estes algoritmos servirão de apoio ao diagnóstico para os profissionais de saúde e oferecem a possibilidade de serem incorporados em dispositivos próprios para uso doméstico reduzindo a necessidade de consumo de recursos hospitalares ou de centros privados de saúde. No entanto, até ao momento, não existem implementações, clínicas ou não, destes métodos. Nos últimos anos, vários algoritmos de classificação baseados em diferentes técnicas surgiram e bases de dados vastas e de livre acesso foram disponibilizadas procurando estabelecer um ponto de comparação da eficácia dos mesmos. A presente dissertação explora a eficácia da utilização de redes neuronais pré-treinadas na classificação dos sinais disponibilizados no PhysioNet/CinC Challenge 2016, uma das maiores bases de dados de fonocardiogramas já reunida. A melhor rede gerada obteve uma precisão de classificação de 80.85%, uma sensibilidade de 79.77% e uma especificidade de 81.94%, estando em linha com resultados obtidos por métodos diferentes e recorrendo a menos pré-processamento do sinal.