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Authors
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Abstract(s)
Electrical Impedance Tomography (EIT) is a non-invasive medical imaging tech nique that, from voltage and current measurements taken at the body’s frontier, allows the determination of the electrical conductivity from different tissues in side the body. Since each tissue presents distinct electrical conductivity values, it is possible to form a medical image.
In this method, some factors should be considered, for example, the number of electrodes supported and the excitation pattern used. An increase in the number of electrodes allows for an increase in spatial resolution. Another characteristic is the implication different measurement frequencies have in the produced medical
image.
In this dissertation, a low-cost prototype with a capacity for 32 electrodes to ac quire these signals was developed. This new prototype allows measurements starting at 1 kHz up to 100 kHz, with a fixed current amplitude of 500 µA. To acquire the response, a Programmable Gain Amplifier (PGA) was used, with gains of 1, 10, 100 and 1000 V/V, followed by a 12-bit Analog-to-Digital Con verter (ADC) at a sampling rate up to 1 MSPS.
To validate the system a few medical images were produced and presented in this dissertation, namely of a human arm, a phantom used for Microwave Medical Imaging and, finally, a water tank with different objects placed inside.
A Tomografia de Impedância Elétrica (TIE) é um método de imagem médica não invasivo que através de medições elétricas na fronteira de um corpo, tensão e corrente, permite determinar as condutividades elétricas dos diferentes tecidos presentes no interior do corpo. Uma vez que cada tecido tem uma condutividade elétrica distinta é possível, então, formar uma imagem médica. Neste método, alguns fatores deverão ser considerados tais como o número de elétrodos suportados e o seu padrão de excitação. Com o aumento do número de elétrodos consegue-se obter uma imagem com maior resolução espacial. Ou tra característica é perceber qual a implicação de se utilizarem elétrodos com frequências distintas. Nesta dissertação de mestrado foi desenvolvido um protótipo, de baixo custo e com capacidade para 32 eléctrodos, para aquisição destes sinais. Este protótipo permite efetuar medições desde 1 kHz até aos 100 kHz, com uma amplitude de corrente fixa de 500 µA. Para a aquisição da resposta foi utilizado um amplifica dor programável com ganhos de 1, 10, 100 e 1000 V/V, seguido de um Conversor Analógico para Digital de 12 bits com uma taxa de amostragem até 1 MSPS. Para a validação do sistema foram produzidas algumas imagens médicas, apre sentadas nesta dissertação, nomeadamente de um braço humano, um fantoma utilizado para técnicas de imagem com microondas e, finalmente, um tanque de água com diferentes objectos colocados no seu interior.
A Tomografia de Impedância Elétrica (TIE) é um método de imagem médica não invasivo que através de medições elétricas na fronteira de um corpo, tensão e corrente, permite determinar as condutividades elétricas dos diferentes tecidos presentes no interior do corpo. Uma vez que cada tecido tem uma condutividade elétrica distinta é possível, então, formar uma imagem médica. Neste método, alguns fatores deverão ser considerados tais como o número de elétrodos suportados e o seu padrão de excitação. Com o aumento do número de elétrodos consegue-se obter uma imagem com maior resolução espacial. Ou tra característica é perceber qual a implicação de se utilizarem elétrodos com frequências distintas. Nesta dissertação de mestrado foi desenvolvido um protótipo, de baixo custo e com capacidade para 32 eléctrodos, para aquisição destes sinais. Este protótipo permite efetuar medições desde 1 kHz até aos 100 kHz, com uma amplitude de corrente fixa de 500 µA. Para a aquisição da resposta foi utilizado um amplifica dor programável com ganhos de 1, 10, 100 e 1000 V/V, seguido de um Conversor Analógico para Digital de 12 bits com uma taxa de amostragem até 1 MSPS. Para a validação do sistema foram produzidas algumas imagens médicas, apre sentadas nesta dissertação, nomeadamente de um braço humano, um fantoma utilizado para técnicas de imagem com microondas e, finalmente, um tanque de água com diferentes objectos colocados no seu interior.
Description
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia de Electrónica e Telecomunicações
Keywords
Electrical Impedance Tomography Conductivity Tissue Digital Signal Processing Tomografia de Impedância Elétrica Condutividade Tecido Processamento Digital de Sinal
Citation
SILVA, Fábio Miguel Ricardo da – Electrical Impedance Tomography Acquisition System. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. 2022. Dissertação de Mestrado.
Publisher
Instituto Superior de Engenharia de Lisboa