Research on Biomedical Engineering
http://rbejournal.org/doi/10.4322/rbeb.2013.014
Research on Biomedical Engineering
Original Article

Algoritmo de reconstrução de imagens para um sistema de Tomografia por Impedância Elétrica (TIE) baseado em configuração multiterminais

Image reconstruction algorithm for a multiterminal-based Electrical Impedance Tomography (EIT) system

Dalvi-Garcia, Felipe; Souza, Marcio Nogueira de; Pino, Alexandre Visintainer

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Resumo

Introdução: A Tomografia por Impedância Elétrica (TIE) é um método de imageamento de baixo custo, não invasivo, portátil e livre de radiação ionizante, que é capaz de mapear a distribuição das propriedades elétricas de tecidos biológicos. Apesar da baixa resolução das imagens reconstruídas, quando comparadas a outras técnicas de imageamento tomográfico, tem-se observado uma série de aplicações clínicas nas quais a EIT é utilizada para monitorar a atividade de determinados tecidos do corpo humano. A maioria dos sistemas de EIT comerciais tem sido pautada no paradigma originalmente proposto de uma configuração multiportas. Este trabalho apresenta um algoritmo de reconstrução de imagem para um sistema alternativo de EIT que usa uma configuração multiterminais. Métodos: O algoritmo é baseado na associação entre o plano tomográfico do volume condutor e um sistema eletrostático análogo. Para avaliar o algoritmo, imagens de EIT foram reconstruídas a partir de dados obtidos experimentalmente em tanque com solução salina, sendo as mesmas quantificadas por meio de métricas estabelecidas para este propósito. Resultados: Quantitativamente, as imagens reconstruídas com o algoritmo proposto apresentaram um erro de posição de ±10%, resolução e deformação decrescentes do centro para a borda e oscilação em torno de 60% do meio. Conclusão: Uma vez que o algoritmo não possui nenhum processo de filtragem, os resultados foram considerados satisfatórios e encorajadores para trabalhos futuros visando melhorias.

Palavras-chave

Tomografia por Impedância Elétrica, Bioimpedância, Sistema multiterminais

Abstract

Introduction: Electrical Impedance Tomography (EIT) is a low cost, non-invasive, portable and free of ionizing radiation method for imaging the distribution of the electric properties of biological tissues. Despite the low resolution of the reconstructed images when compared with other tomographic techniques, there is a range of clinical applications in which the EIT has been used to monitor the activity of certain body tissues. Most of commercial EIT systems are based on the original paradigm defined as a multiport configuration. This paper presents an algorithm developed to reconstruct images for an alternative multiterminal-based EIT system. Methods: The algorithm is based on the association between the tomographic plane of the conductor volume and an analogous electrostatic system. To evaluate the algorithm, EIT images were reconstructed using data obtained experimentally in a saline solution tank, which were quantified by some metrics established for this purpose. Results: Quantitatively, EIT images reconstructed by the proposed algorithm presented a position error around ±10%, resolution and shape deformation decreasing from center to the edge, and ringing around 60% of the medium. Conclusion: Taking into account that no filtering was used in the algorithm, the results can be considered satisfactory and encourage future works aiming further improvement.

Keywords

Electrical Impedance Tomography, Bioimpedance, Multiterminal-based system
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Res. Biomed. Eng.

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