1/4 CBEB 2008 SISTEMA DE COMPENSAÇÃO DA CAPACITÂNCIA PARASITA PARA TOMOGRAFIA DE IMPEDÂNCIA ELÉTRICA P. Bertemes Filho* e R. A. Stiz* *Universidade do Estado de Santa Catarina, Joinville, Brasil e-mail: bertemes@joinville.udesc.br Abstract: The Electrical Impedance Tomography (EIT) images conductivity distribution within the body. Stray capacitances degrade the measuring accuracy and then the image resolution. The main objective of this work is to increase the impedance measuring accuracy by using an Automatic Phase Detector (APD) circuit. A complete circuit was developed using a Howland current source, a phase detector and a Generalized Impedance Converter (GIC). Measurements were done at 100 kHz for 22 different values of capacitances from 0 to 2 nF. The results showed a maximum error of 2% over a capacitance range from 0 to 2 nF. It can be concluded that the APD circuit may increase significantly the impedance measurements accuracy. Palavras-chave: Howland Current Source, Impedance Converter, Electrical Impedance Tomography. Introdução A Tomografia de Impedância Elétrica (TIE) consiste em obter a imagem interna do corpo humano através da distribuição da impedância elétrica no seu interior (chamada de “imagem anatômica”) ou da variação da impedância durante um evento fisiológico (chamada de “imagem dinâmica”). A formação de imagens através da impedância elétrica apresenta grandes dificuldades técnicas. Algumas destas dificuldades estão relacionadas às imprecisões da instrumentação envolvidas no sistema de aquisição de sinais [1]. Na sua grande maioria, as capacitâncias parasitas presentes no sistema de medição diminuem significantemente a impedância de saída da fonte de corrente [2] e, consequentemente, afetam a resolução das imagens [3]. Este artigo apresenta uma proposta de um circuito de compensação das capacitâncias parasitas tendo como objetivo aumentar a precisão das medições em sistemas TIE de mono-frequências. Materiais e Métodos A Figura 1 mostra a proposta para a compensação da corrente I out da fonte de Corrente Controlada por Tensão (CCT) multiplexada de 16 canais, evidenciando o ponto de atuação do circuito compensador e a chave analógica selecionada na posição “2” para fazer a calibração da fonte CCT através do resistor R cal . Uma vez que a amplitude da corrente I out é corrigida para o valor pré- estabelecido de projeto, a chave retorna para a posição “1”, a corrente compensada é injetada no corpo sob estudo através dos eletrodos Z e1 e Z e2 e a tensão diferencial é medida através dos eletrodos Z e3 e Z e4 . Figura 1: Diagrama completo de um canal de medição usando a compensação da corrente e uma proposta de calibração, onde R cal é um resistor puro, C DC é um capacitor de bloqueio para tensões CC, AI é um amplificador de instrumentação e Z biol representa a impedância biológica. Um protótipo do circuito completo foi desenvolvido, podendo ser dividido em: i) Fonte de corrente Howland; ii) Circuito detector de fase; iii) Circuito atuador; iv) Circuito digital de controle. A fonte de corrente utilizada neste trabalho é do tipo Howland monopolar [4] [5] e foi projetada para uma corrente senoidal de saída I out (=V i /r) de 1 mA de pico (veja Figura 2), usando R=47 kΩ e r= 1kΩ. Para uma carga puramente resistiva, a tensão de saída da fonte de corrente está em fase com a tensão de entrada V i . No entanto, capacitâncias parasitas, C P , provocam defasagem na saída da fonte. O objetivo é manter a fase zero entre a tensão de entrada e a tensão na carga R L //XC P (veja Figura 2). Neste caso, foi usado um Conversor Generalizado de Impedância (GIC, do termo em inglês “Generalized Impedance Converter”) para criar um indutor [6] [7] que, por sua vez, compensará o efeito capacitivo de C P (Veja Figura 3).