Sensors for curvature estimation in electrical impedance tomograph belt

The Electrical Impedance Tomography (EIT) is a relevant imaging method especially for patients submitted to mechanical ventilation which require constant monitoring. This type of tomography is interesting for its low-cost compared to other types of tomography, its easy applicability in Intensive Care Units (ICU) and its absence of adverse effects in clinical applications even over long-time exposure. However, the images produced by EIT still presents a significant quantity of artifacts and other accuracy errors due to the inexactness of estimations of electrode’s position and reconstruction domain’s shape. The solutions until then were not enough to solve these issues. This work purposes to create an electronic system, additional to existing electrodes belt, able to reconstruct the body shape contour and to identify the positions of electrodes around it. Based on strain gauge technology, an electronic circuit is developed to sense the deflection of the belt. This information is the starting point for a mathematical method that models mechanical behavior of the belt, aiming to reconstruct the corporeal curvature. Simulations and empirical tests are done to prove the concept of this work and to quantify the applicability of the system to actual clinical results of EIT.

La tomografia ad impedenza elettrica (EIT) `e un rilevante metodo per la creazione di immagini, specialmente per pazienti sottoposti a ventilazione meccanica perch´e richiede un monitoraggio costante. Questo tipo di tomografia `e interessante rispetto alle altre tecnologie per il suo basso costo, per la sua facilit`a di applicazione nei centri di cura intensiva (ICU) e per l’assenza di effetti negativi dovuti a una lunga esposizione. Tuttavia, le immagini prodotte dall’EIT ancora presentano una significativa quantit`a di imprecisioni ed errori dovuti all’inesattezza della stima della posizione degli elettrodi e della ricostruzione della curva. Le soluzione proposte fino a ora non sono state capaci di risolvere questi problemi. Lo scopo di questo lavoro `e di creare un sistema elettronico, collegato a una cintura di elettrodi, capace di ricostruire il contorno della curva toracica umana e identificare la posizione degli elettrodi attorno a essa. Basandosi sulla tecnologia degli strain gauges, `e stato sviluppato un circuito elettrico per rilevare la curvatura della cintura. Questa informazione `e l’input di un modello matematico che analizza il comportamento meccanico della cintura, con lo scopo di ricostruire la curvatura corporea. Simulazioni e prove empireche sono state effettuate per verificare questo lavoro e valutare l’applicabilit`a ad attuali usi clinici dell’EIT.