Análise da dinâmica de variação do ritmo cardíaco

Abstract

O estudo dos sistemas biológicos tem se mostrado bastante desafiador perante a função de cada elemento no próprio sistema. Atualmente, os ritmos cardíacos tem instigado pesquisas em diversas áreas do conhecimento como engenharia biomédica, educação física, medicina diagnóstica entre outras. Este trabalho propõe um ajuste no modelo apresentado na literatura por Gois (2010) tornando-o mais próxima da realidade. O modelo considera o acoplamento de três osciladores de Van der Pol modificados com defasagem no tempo. Desta forma, foi realizada uma otimização por meio do algoritmo de enxame de partículas e mapas caóticos para atualizar parâmetros de eficiência do algoritmo de otimização. Este método foi aplicado com o intuito de estimar os parâmetros do modelo, gerando assim um sistema que, além de gerar sinais de eletrocardiogramas aproximados de sinais reais contido em banco de dados, também se mostrou promissor ao apresentar uma série temporal caótica representada pela frequência cardíaca medida pelos intervalos R-R. Em seguida, realizou-se uma validação do modelo através da comparação do espaço de estados criado com o espaço de estados dos valores reais. Esse espaço de estados foi reconstruído pelo método das coordenadas defasadas, o qual mostrou bastante eficácia na reconstrução dos sinais de eletrocardiogramas reais. Por fim, a segunda validação está fundamentada na seção de Poincare, que atualmente tem sido base para a análise de ritmos cardíacos por pesquisadores da área. Os resultados validam o modelo proposto apresentando características de sinais de ECG reais.