Requisitos de hardware e software para tomografia por impedância elétrica

Abstract

Este trabalho apresenta os procedimentos para obter um sistema de hardware e software para Tomografia por Impedância Elétrica (TIE). Estes procedimentos servirão aos pesquisadores como um roteiro a seguir para montagem da instrumentação e dos algoritmos de reconstrução. Uma revisão bibliográfica completa sobre o que já foi feito na área e as dificuldades existentes a respeito dos sistemas de TIE é mostrada. Como a Tomografia por Impedância Elétrica é uma técnica relativamente nova, ainda existe muito a ser pesquisado para melhorar a qualidade final da imagem, e como a matemática que resolve o problema já é conhecida, embora ainda haja melhorias a ser feita, a maior parte do trabalho é voltado para o desenvolvimento da instrumentação, que deve ser rigorosamente precisa para evitar ruídos e dados imprecisos. Para isso muito pode ser feito pelo hardware, como o aperfeiçoamento da fonte injetora de corrente, instalação de circuitos extras, como circuito de impedância negativa, para evitar a impedância de contato dos eletrodos, sistemas de amplificação, circuito conversor tensão-corrente, etc. Para o software do sistema, será usado o Labview para rodar o algoritmo de aquisição e conversão dos dados analógicos em forma digital e o Matlab, que roda os códigos do EIDORS. Os instrumentos usados neste projeto foram testados em um corpo de provas homogêneo e não homogêneo. Para excitação do sistema foi usado um gerador de sinais, com frequência de 5 kHz e amplitude de -5 V a +5 V. A conversão dos sinais analógicos é feita por um ADC NI PXIe-6363, controlado pelo PC NI PXIe-8135.

This research presents the procedures to obtain a hardware and software system for Electrical Impedance Tomography (EIT). These procedures will work as a script for the method of assembly of instrumentation and the reconstruction algorithms. A complete biographic review about what was already done on the field of EIT and all the difficulties with the systems are shown. As the Electrical Impedance Tomography is a relatively new technique, we still have a lot to discover to make a better final image quality, and, as the mathematic that solves is already known, although it still can be improved, the biggest part of the research is about instrumentation development. It must be rigorously right to avoid noises and incorrect results. Because of that, a lot can be done for the hardware, like upgrade the source current, install extra circuits – for example, a negative impedance circuit to avoid the electrodes contact impedance - amplification systems, voltage-current converter circuit. For the system software, will be used the Labview to run the acquisition and conversion algorithm of the analogical data in digital form, and the Matlab to run the EIDORS codes. The instruments used on this project were tested in a homogeny and not homogeny phantom. For the system excitement, was used a signal generator with 5 kHZ frequency and from -5 V to +5 V amplitude. The analogical signals conversion is made by an ADC NI PXIe-6363, controlled by a PC NI PCIe-8135.