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Título: Diagnóstico de lesão no ligamento cruzado anterior por vibroartrografia e machine learning
Título(s) alternativo(s): Diagnosis of anterior cruciate ligament injury by vibroarthrography and machine learning
Autor(es): Silva, Paulo Augusto
Camargo, Matheus Gomes
Orientador(es): Oroski, Elder
Palavras-chave: Joelhos - Ferimentos e lesões
Diagnóstico por imagem
Inteligência artificial - Aplicações médicas
Aprendizado do computador - Uso em diagnóstico
Processamento de sinais - Técnicas digitais
Knee - Wounds and injuries
Diagnostic imaging
Artificial intelligence - Medical applications
Machine learning - Diagnostic use
Signal processing - Digital technique
Data do documento: 1-Abr-2025
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: SILVA, Paulo Augusto; CAMARGO, Matheus Gomes. Diagnóstico de lesão no ligamento cruzado anterior por vibroartrografia e machine learning. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Controle e Automação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025.
Resumo: As lesões no joelho possuem alta incidência em todas as faixas etárias e seu diagnóstico preciso pode representar um desafio clínico, sobretudo nos casos de lesões parciais. Métodos convencionais como exames físicos e exames de imagem, embora amplamente utilizados, podem apresentar limitações relacionadas à sensibilidade, aos custos envolvidos e ao fato de alguns procedimentos serem invasivos. Este trabalho propõe uma abordagem alternativa baseada na vibroartrografia (VAG) associada a técnicas de machine learning (ML) para auxiliar no diagnóstico de lesões no joelho. Foi desenvolvido um sistema de aquisição de dados utilizando um módulo de sensores MEMS — composto por acelerômetro e giroscópio — para captar sinais vibroacústicos durante a realização de um procedimento de exame padronizado da articulação. Os resultados obtidos demonstram o potencial da metodologia como ferramenta não invasiva e de baixo custo para apoio ao diagnóstico clínico. O estudo atingiu acurácia de 100% em determinadas combinações bidimensionais de sensores, considerando uma base de dados com 33 amostras.
Abstract: Knee injuries have a high incidence across all age groups, and their accurate diagnosis can represent a clinical challenge, especially in cases of partial injuries. Conventional methods such as physical examinations and imaging tests, although widely used, may present limitations related to sensitivity, cost, and the invasive nature of some procedures. This work proposes an alternative approach based on vibroarthrography (VAG) combined with machine learning (ML) techniques to support the diagnosis of knee injuries. A data acquisition system was developed using a MEMS sensor module — composed of an accelerometer and a gyroscope — to capture vibroacoustic signals during the execution of a standardized joint examination procedure. The results demonstrate the potential of the methodology as a non-invasive, low-cost tool to support clinical diagnosis. The study achieved 100% accuracy with certain bidimensional sensor combinations, based on a dataset of 33 samples.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/41397
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