Eletrodos ativos com fonte Howland robusta aplicados à tomografia por impedância elétrica (2025)
- Authors:
- Autor USP: SANTOS, RAFAEL BENETTI - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PMR
- Subjects: ELETRODO; TOMOGRAFIA; IMPEDÂNCIA ELÉTRICA
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: A Tomografia por Impedância Elétrica (TIE) é uma técnica inovadora, de geração de imagens, que mede a condutividade elétrica dos tecidos para reconstrução de imagens internas. Diferente de métodos que fazem o uso de raio-X, a ressonância magnética e TIE são não ionizante, sendo todos eles não invasivos, a TIE apresenta uma grande liberdade de monitoramento em tempo real e podendo ser construída com um baixo custo em comparação com os demais. Desde sua criação em 1982, tem sido aplicada em áreas como monitoramento pulmonar e caracterização de tecidos biológicos. A técnica envolve a injeção de corrente alternada e a medição das respostas elétricas, utilizando hardware especializado e algoritmos avançados de reconstrução. Apesar de suas vantagens, desafios como baixa resolução espacial e complexidade no hardware ainda precisam ser superados. O objetivo desta pesquisa é desenvolver um sistema otimizado para TIE, integrando hardware embarcado com técnicas modernas, que possa incluir redes neurais em suas aplicações. O estudo foca na evolução da Fonte de Corrente Howland, essencial para a TIE. Foram analisadas três versões do circuito, com destaque para a proposta final, que utiliza o amplificador INA849, garantindo maior estabilidade e precisão. O design inclui buffers de tensão, amplificadores de instrumentação e componentes de alta precisão para minimizar erros e melhorar a impedância de saída. Além do hardware, foi desenvolvida uma arquitetura completa para sincronização dos eletrodos, aquisição de sinais e comunicação eficiente via RS-485. Um microcontrolador gera, captura e processa os dados utilizando DMA, enquanto um algoritmo de demodulação extrai amplitude e fase dos sinais adquiridos. Os resultados indicaram que a versão final da Fonte Howland apresenta maior estabilidade da corrente, reduzindovariações para cerca de 0,1 mA, 1% da corrente máxima injetada. Testes experimentais avaliaram a resposta em diferentes cargas, relação sinal-ruído (SNR) e impedância de saída, confirmando a estabilidade no uso para a aplicação. O eletrodo foi validado com experimentos em um reservatório contendo solução de NaCl, demonstrando sua viabilidade para aplicações práticas em monitoramento e diagnóstico.
- Imprenta:
- Data da defesa: 05.05.2025
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ABNT
SANTOS, Rafael Benetti. Eletrodos ativos com fonte Howland robusta aplicados à tomografia por impedância elétrica. 2025. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2025. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-16072025-091502/pt-br.php. Acesso em: 09 jan. 2026. -
APA
Santos, R. B. (2025). Eletrodos ativos com fonte Howland robusta aplicados à tomografia por impedância elétrica (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-16072025-091502/pt-br.php -
NLM
Santos RB. Eletrodos ativos com fonte Howland robusta aplicados à tomografia por impedância elétrica [Internet]. 2025 ;[citado 2026 jan. 09 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-16072025-091502/pt-br.php -
Vancouver
Santos RB. Eletrodos ativos com fonte Howland robusta aplicados à tomografia por impedância elétrica [Internet]. 2025 ;[citado 2026 jan. 09 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-16072025-091502/pt-br.php
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