Autor(es):
Kustra, Jacek Lukasz 
Data: 2008
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/1918
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Engenharia biomédica; Cérebro; Imagiologia; Ressonância magnética; Processamento de sinal
Descrição
A análise multimodal do cérebro tem sido um importante tema de estudos
recentes. A observação deste recorrendo a técnicas como a ressonância
magnética funcional (RMF) permitem avanços significativos na análise, devido
à sua resolução espacial, faltando no entanto a desejada revolução temporal.
A observação simultânea recorrendo a RMF e outras técnicas como
Electroencefalografia (EEG), devido à sua complementaridade na resolução
espacial e temporal, tornam-se numa importante ferramenta para a
comunidade médica. No entanto, devido aos fortes campos magnéticos
encontrados dentro do scanner, a aquisição simultânea induz artefactos no
EEG, ocultando o sinal fisiológico. Dois artefactos principais podem ser
identificados: O artefacto de gradiente, devido aos campos magnéticos de alta
frequência, e o Balistocardiograma, devido à actividade cardíaca do sujeito e
ao forte campo magnético estático. Esta dissertação apresenta uma introdução
à RMF, EEG e as vantagens da sua combinação, explorando as diferentes
técnicas e limitações destas para a remoção dos artefactos. As técnicas mais
frequentemente utilizadas para este fim, apesar da sua simplicidade, assumem
sinais biomédicos como determinísticos, e desta forma nem sempre
conseguindo remover o artefacto da forma mais eficiente. Um algoritmo capaz
de se adaptar às variações naturais do artefacto é apresentado e a sua
eficiência é estudada tanto em contexto de simulação como em sinais reais.
ABSTRACT: Multimodal brain analysis has been the scope of many recent studies.
Functional magnetic resonance imaging show remarkable advances in the
study of the brain, because of its good spatial resolution, lacking however the
desired time resolution. By simultaneously imaging the brain with gold standard
techniques for the observation of the brain dynamics, such as
Electroencephalography, the complementary advantages become a valuable
tool for the medical community. Because of the strong static and varying
magnetic fields found in the scanner, this simultaneous acquisition induces
artifacts in the EEG, obscuring the underlying physiological signal. Two main
artifacts can be identified: The Gradient artifact, caused by the fast changing
magnetic fields and the Ballistocardiogram artifact, due to the cardiac activity
and the strong static magnetic field. This dissertation presents an overview of
both EEG and fMRI, showing the added value of combining them together, and
explores different techniques of overcoming the induced artifacts. The most
frequently used techniques, although simple, assure biomedical signals as
deterministic and end up distorting the underlying physiological signal to a
certain degree. An algorithm capable of adapting to the artifacts variations is
presented and analyzed with simulated and real signals. Mestrado em Engenharia Biomédica
Tipo de Documento
Dissertação de Mestrado
Idioma
Inglês
Orientador(es)
Cunha, João Paulo; Fernandes, José Maria Amaral
