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Título: Sistema automático de detecção de anomalias em eletrocardiogramas baseado em lógica Fuzzy
Título(s) alternativo(s): Fuzzy logic based automatic system for detection of electrocardiogram anomalies
Autor(es): Vicente Junior, Edson
Orientador(es): Bertogna, Eduardo Giometti
Palavras-chave: Lógica difusa
Coração - Doenças
Arranjos de lógica programável em campo
Eletrocardiografia
Fuzzy logic
Heart - Diseases
Field programmable gate arrays
Electrocardiography
Data do documento: 28-Nov-2023
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Campo Mourao
Citação: VICENTE JUNIOR, Edson. Sistema automático de detecção de anomalias em eletrocardiogramas baseado em lógica Fuzzy. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2023.
Resumo: A interpretação dos sinais advindos do eletrocardiograma (ECG) é desafiadora e suscetível a erros humanos, mesmo quando há conhecimento especializado; para minimizar tais erros, um sistema Fuzzy voltado para FPGA foi desenvolvido utilizando a plataforma Intel® Quartus® e a toolbox disponibilizada pelo software MATLAB, Fuzzy Logic Designer, como referência de valores simulados para averiguar a consistência de valores do sistema. Com o objetivo inicial de ampliar toda a busca através do ECG, o sistema foi delimitado em detectar cardiopatias apenas com base nos parâmetros de duração e amplitude da Onda P do ECG. Com tal delimitação, o sistema conseguiu classificar as cardiopatias como negativas, suspeitas ou positivas com sucesso. Contudo, houve diferenças entre a parte simulada e na plataforma de desenvolvimento, em especial a saída defuzzificada, devido à natureza da implementação da descrição de hardware. Apesar de tais divergências, a abordagem demonstrou potencial, ressaltando de acréscimo de estudos sobre a base de conhecimento adicional para o sistema Fuzzy. Com mais funções de pertinência e base de regras que contenha conhecimento especializado na área de interpretação de eletrocardiogramas, há a percepção do aumento da capacidade do sistema em realizar detecções e possibilidade de haver relevância significativa em estudos futuros ou em interpretações de cardiopatias diversas.
Abstract: The interpretation of electrocardiogram (ECG) signals is challenging and prone to human errors, even with specialized knowledge. To minimize such errors, a Fuzzy system was developed using the Intel® Quartus® platform for FPGA development and the MATLAB software's toolbox, Fuzzy Logic Designer, as a reference for simulated values to verify the consistency of the system's values. Initially aimed at enhancing the ECG analysis, the system was constrained to detect heart diseases solely based on the duration and amplitude parameters of the ECG P-wave. With this constraint, the system successfully classified heart diseases as negative, suspicious, or positive. However, there were differences between the simulated part and the development platform, particularly in the defuzzified output, due to the nature of hardware description implementation. Despite these disparities, the approach demonstrated potential, highlighting the need for further research to expand the additional knowledge base for the Fuzzy system. By incorporating more membership functions and rule base containing specialized knowledge in the field of ECG interpretation, there is a potential for the system to improve its detection capabilities and provide significant relevance in future studies or interpretations of various heart conditions.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33417
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