[en] PROPOSAL OF A PORTABLE MULTISENSOR BIOMEDICAL DEVICE FOR DETECTION OF FERROMAGNETIC FOREIGN BODIES

[pt] PROPOSTA DE DISPOSITIVO BIOMÉDICO MULTISENSOR PORTÁTIL PARA LOCALIZAÇÃO DE CORPOS ESTRANHOS FERROMAGNÉTICOS

[pt] MELISSA CARVALHO COSTA

[pt] METROLOGIA

[pt] DISPOSITIVO MEDICO PORTATIL

[pt] MAGNETOMETRO GMR

[pt] CORPOS ESTRANHOS FERROMAGNETICOS

[en] METROLOGY

[en] PORTABLE MEDICAL DEVICE

[en] GMR MAGNETOMETER

[en] FERROMAGNETIC FOREIGN BODIES

[pt] Os procedimentos atuais de localização de corpos estranhos ferromagnéticos utilizados na prática clínica envolvem as técnicas de imageamento de radioscopia e radiografia, que apresentam diversas limitações e riscos. Assim, técnicas de localização baseadas em magnetômetros como SQUID, GMI e GMR têm sido desenvolvidas, com variados graus de complexidade e sucesso. Uma das principais dificuldades de ordem prática, além do custo e das dimensões do sistema de medição no caso do SQUID, que opera a temperaturas criogênicas, é a necessidade de o paciente estar posicionado em uma estrutura móvel de grandes dimensões que permita a determinação das coordenadas da posição bidimensional do mapeamento magnético. Por outro lado, as pequenas dimensões dos sensores GMR ou GMI possibilitam o desenvolvimento de um sistema de medição portátil que poderia integrar outros sensores que em conjunto viabilizem a determinação da posição espacial do sensor magnético em relação ao paciente. Esta dissertação de mestrado investiga técnicas de determinação da posição espacial de um dispositivo portátil, baseado em uma plataforma Raspberry Pi, integrando sensor GMR, câmera, sensores inerciais e um sensor de distância, visando ao futuro desenvolvimento de um protótipo de dispositivo médico portátil para localização de corpos estranhos ferromagnéticos. A pesquisa também investiga técnicas de resolução do problema inverso magnético em tempo real baseadas em filtros de Kalman e ajuste por mínimos quadrados, de modo a acelerar o procedimento diagnóstico na futura aplicação clínica do dispositivo.

[en] The current procedures for locating ferromagnetic foreign bodies used in the clinic involve radioscopy and radiography image techniques, which presents several limitations and risks. Thus, localization techniques based on magnetometers were developed as SQUID, GMI and GMR, with varying degrees of complexity and success. One of the main difficulties, in addition to the cost and dimensions of the system, in the case of the SQUID, which operates at cryogenic temperatures, is the need for the patient to be positioned in a large structure that allows flexibility in the configurations of the two-dimensional position of the magnetic mapping. On the other hand, the small dimensions of the GMR or GMI sensors allow the development of a portable measurement system that could integrate other sensors that together make it possible to determine the spatial position of the magnetic sensor in relation to the patient. This master s dissertation investigates techniques for determining the spatial position of a portable device, based on a Raspberry Pi platform, integrating GMR sensor, camera, inertial sensors and a distance sensor, aiming at the future development of a prototype of a portable medical device for localization of ferromagnetic foreign bodies. The research also investigates real-time inverse magnetic problem solving techniques based on Kalman filters and least squares adjustment, in order to accelerate the diagnostic procedure in the future clinical application of the device.

CARLOS ROBERTO HALL BARBOSA

ELISABETH COSTA MONTEIRO

EDUARDO COSTA DA SILVA

CARLOS ROBERTO HALL BARBOSA

DANIEL RAMOS LOUZADA

ELISABETH COSTA MONTEIRO

2022-11-21

2022-10-10

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=61301@1

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.61301