[pt] DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA PARA LOCALIZAÇÃO DE CORPOS ESTRANHOS METÁLICOS NÃO FERROMAGNÉTICOS BASEADO EM MAGNETÔMETROS GMI E CORRENTES PARASITAS

[en] DEVELOPMENT OF A SYSTEM FOR LOCATING NON-FERROMAGNETIC METALLIC FOREIGN BODIES BASED ON GMI MAGNETOMETERS AND EDDY CURRENTS

[pt] BRANDO LUIS MARTÍNEZ CHÁVEZ

[pt] REDE NEURAL ARTIFICIAL

[pt] CORRENTE PARASITA

[pt] CORPO ESTRANHO METALICO NAO FERROMAGNETICO

[pt] MAGNETOIMPEDANCIA GIGANTE

[pt] METROLOGIA

[en] ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS

[en] EDDY CURRENT

[en] NON FERROMAGNETIC METALLIC FOREIGN BODY

[en] GIANT MAGNETOIMPEDANCE

[en] METROLOGY

[pt] A detecção de corpos metálicos estranhos não ferromagnéticos no corpo humano representa um desafio clínico, especialmente devido às limitações das técnicas de imagem convencionais, como raios X e tomografias computadorizadas, que expõem os pacientes à radiação ionizante e nem sempre fornecem uma localização precisa. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema portátil, de baixo custo e operando à temperatura ambiente, baseado em sensores de Impedância Magneto-Gigante (GMI) e bobinas espirais planas. A abordagem emprega a indução de correntes parasitas e medições gradiométricas diferenciais para detectar, de forma não invasiva, corpos metálicos não ferromagnéticos, aumentando a precisão e a sensibilidade em comparação com os métodos existentes. Os resultados experimentais, apoiados por simulações computacionais, mostram que o campo magnético primário atinge até 179 microtesla a uma profundidade de 6,3 mm, em conformidade com os valores simulados. A detecção confiável do campo secundário permite a localização precisa dos objetos. Além de resolver o problema direto, este trabalho também aborda o problema inverso, propondo uma metodologia baseada em redes neurais artificiais para estimar características físicas dos corpos metálicos não ferromagnéticos, como profundidade (altura) e diâmetro, a partir dos sinais adquiridos pelos sensores. Isso amplia a aplicabilidade do sistema a contextos clínicos reais, oferecendo diagnósticos mais precisos e contribuindo para uma localização e caracterização mais eficiente dos corpos estranhos, mesmo em situações nas quais as técnicas convencionais apresentariam limitações.

[en] The detection of non-ferromagnetic metallic foreign bodies within the human body presents a clinical challenge, especially due to the limitations of conventional imaging techniques such as X-rays and computed tomography, which expose patients to ionizing radiation and do not always provide precise localization. This work presents the development of a portable, low-cost system operating at room temperature, based on Giant Magnetoimpedance (GMI) sensors and planar spiral coils. The approach employs eddy current induction and differential gradiometric measurements to non-invasively detect non-ferromagnetic metallic bodies, enhancing accuracy and sensitivity compared to existing methods. Experimental results, supported by computational simulations, show that the primary magnetic field reaches up to 179 microtesla at a depth of 6.3 mm, consistent with simulated values. Reliable detection of the secondary field enables high-precision localization of the objects. In addition to solving the direct problem, this work also addresses the inverse problem by proposing a methodology based on artificial neural networks to estimate physical characteristics of non-ferromagnetic metallic bodies, such as depth (height) and diameter, from the signals acquired by sensors. This extends the applicability of the system to real clinical contexts, offering more accurate diagnostics and contributing to more efficient localization and characterization of foreign bodies, even in situations where conventional techniques would present limitations.

ELISABETH COSTA MONTEIRO

CARLOS ROBERTO HALL BARBOSA

JOSE FRANCO MACHADO DO AMARAL

EDUARDO COSTA DA SILVA

CARLOS ROBERTO HALL BARBOSA

DANIEL RAMOS LOUZADA

ELISABETH COSTA MONTEIRO

2026-02-26

2025-10-13

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https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=75540@1

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.75540