validação do algoritmo de backprojection aplicado a tomografia de impedância elétrica com o uso...
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Validação do Algoritmo de Validação do Algoritmo de Backprojection aplicado a Backprojection aplicado a Tomografia de Impedância Tomografia de Impedância
Elétrica com o Uso de Elétrica com o Uso de Problema DiretoProblema Direto
Fernando Silva de MouraFernando Silva de MouraPai Chi NanPai Chi Nan
Ronaldo K. SchwederRonaldo K. SchwederRaul Gonzalez Lima - prof. Raul Gonzalez Lima - prof.
orientadororientador
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Tomografia por Impedância Tomografia por Impedância ElétricaElétrica
• Utiliza as propriedades Utiliza as propriedades eletromagnéticas para a obtenção de eletromagnéticas para a obtenção de imagensimagens
• Pulmão aerado X pulmão colabadoPulmão aerado X pulmão colabado
• Monitoração contínua => UTIMonitoração contínua => UTI
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Tomografia por impedância Tomografia por impedância elétricaelétrica
Fonte: IEEE Signal Processing Magazine, 2001 , 18 , 31 - 43
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Tomografia por Impedância Tomografia por Impedância ElétricaElétrica
Fonte: IEEE Signal Processing Magazine, 2001 , 18 , 31 - 43
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Metodologia do TrabalhoMetodologia do Trabalho
• Algoritmo de reconstrução de Algoritmo de reconstrução de imagens – backprojectionimagens – backprojection
• Objetivo: validar o nosso algoritmo Objetivo: validar o nosso algoritmo de backprojectionde backprojection
• Comparação visual entre a imagem Comparação visual entre a imagem reconstruída e a imagem originalreconstruída e a imagem original
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Metodologia do TrabalhoMetodologia do Trabalho
• Uso de Phantom para gerar as medidasUso de Phantom para gerar as medidas
• Os dados experimentais são obtidos Os dados experimentais são obtidos em cubas, formatos diferentes do tóraxem cubas, formatos diferentes do tórax
• MEF permite a discretização do tóraxMEF permite a discretização do tórax
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Problema direto x Problema Problema direto x Problema inversoinverso• Problema diretoProblema direto: Para uma excitação qualquer no : Para uma excitação qualquer no
sistema, pretende-se determinar os efeitos sabendo sistema, pretende-se determinar os efeitos sabendo as características físicas do sistema.as características físicas do sistema.
Excitação Sistema Efeitos
ConhecidoConhecido Desconhecido
Problema inverso: Para uma excitação qualquer no sistema, pretende-se determinar as suas características físicas, sabendo os efeitos que a excitação provoca neste.
Excitação Sistema Efeitos
ConhecidoConhecido Desconhecido
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Problema Direto - PhantomProblema Direto - Phantom
É conhecida distribuição de resistividade elétrica É conhecida distribuição de resistividade elétrica do domínio e a corrente injetada. Com isso, do domínio e a corrente injetada. Com isso, pretende-se determinar a distribuição de potenciais pretende-se determinar a distribuição de potenciais elétricos no domínio.elétricos no domínio.
Corrente injetada
Distribuição de
resistividade
Potenciais elétricos
ConhecidoConhecido Desconhecido
Objetivo: Simular a leitura dos potenciais elétricos feito pelo equipamento de tomografia a partir da resolução do problema direto.
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Problema Direto - PhantomProblema Direto - Phantom
Para a resolução do problema direto, o domínio de Para a resolução do problema direto, o domínio de interesse é discretizado e o método dos elementos interesse é discretizado e o método dos elementos finitos é utilizado.finitos é utilizado.
Regiões com quaisquer formatos e resistividade podem ser adicionados dentro do domínio. Com isto, pretende-se simular a presença de regiões distintas e que possam ser utilizadas para testar os algoritmos de resolução do problema inverso.
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Problema Direto - Problema Direto - ResoluçãoResolução
A equação que rege o comportamento do sistema é a A equação que rege o comportamento do sistema é a lei de Ohm aplicada a um meio puramente resistivo.lei de Ohm aplicada a um meio puramente resistivo.
Para uma malha de elementos finitos, define-se uma matriz de rigidez do sistema [K]. Com esta matriz e um vetor com a corrente injetada em cada nó da malha, a resolução do problema direto fica:
1[ ]{ } { } { } [ ] { }K V I V K I
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BackprojectionBackprojection
• Ponderação da Ponderação da variação de variação de distribuição de distribuição de resistividade no resistividade no interior do domínio interior do domínio a partir de variação a partir de variação de potencial de potencial elétrico na elétrico na fronteirafronteira
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Backprojection - TCBackprojection - TC
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Backprojection - TCBackprojection - TC
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Backprojection -TCBackprojection -TC
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Backprojection -TCBackprojection -TC
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Backprojection -TCBackprojection -TC
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BackprojectionBackprojection
• Propagação Propagação segundo as linhas segundo as linhas de equipotenciaisde equipotenciais
2 2
xU
x y
2 2
yV
x y
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BackprojectionBackprojection
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BackprojectionBackprojection
1
1 mi
ii i
UW
m U
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Backprojection – ResultadosBackprojection – Resultados
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Backprojection – ResultadosBackprojection – Resultados
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Backprojection – ResultadosBackprojection – Resultados
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Validação do Algoritmo de Validação do Algoritmo de Backprojection aplicado a Backprojection aplicado a Tomografia de Impedância Tomografia de Impedância
Elétrica com o Uso de Elétrica com o Uso de Problema DiretoProblema Direto
Fernando Silva de MouraFernando Silva de MouraPai Chi NanPai Chi Nan
Ronaldo K. SchwederRonaldo K. SchwederRaul Gonzalez Lima - prof. Raul Gonzalez Lima - prof.
orientadororientador