[pt] A introdução de um objeto estranho ao corpo humano pode resultar de diferentes processos que abrangem desde eventos iatrogênicos oriundos de procedimentos cirúrgicos, até eventos traumáticos, ocasionados por acidentes ou violência, como disparos de arma de fogo e perfurações com objetos cortantes. A presença desses corpos estranhos dentro do organismo humano pode ocasionar problemas de saúde que vão desde dor e incômodos ao óbito. Para remoção cirúrgica, torna-se essencial a localização desses objetos, com elevada exatidão, para redução do tempo cirúrgico e garantia de sucesso do procedimento. O presente trabalho tem por objetivo ampliar o estudo do problema de localização de corpos estranhos magnéticos (intrinsicamente magnético ou por indução magnética externa) no organismo humano. Foram desenvolvidos algoritmos computacionais capazes de promover simulações dos padrões de densidade de fluxo magnético em um plano decorrentes de uma fonte extensa, representada por parâmetros modificáveis de comprimento, posição espacial e inclinação ao plano de medição. Essas simulações foram utilizadas como entrada para o treinamento de Redes Neurais Artificiais que, após treinamento, foram capazes de resolver o problema inverso, caracterizando, a partir do mapa de campo magnético, a posição espacial, tamanho (comprimento) e inclinação da fonte metálica. Os resultados obtidos indicaram melhor desempenho com o uso de sensores triaxiais, cujo erro quadrático médio, em 3640 testes, mostrou-se inferior a 2 mm na orientação espacial, a 8 mm no comprimento e a 17 graus Celsius para a inclinação da fonte magnética em relação ao plano de medição. / [en] The introduction of a foreign object into the human body may result from different processes ranging from iatrogenic events during surgical procedures to traumatic events caused by accidents or violence such as firing and piercing with sharp objects. The presence of these foreign bodies within the human body can cause health problems ranging from pain and discomfort to death. For surgical removal, it is essential to locate these objects, with high accuracy, to reduce surgical time and guarantee the success of the procedure. The objective of the present work is to contribute to the study of the localization problem of magnetic foreign bodies (intrinsically magnetic or by external magnetic induction) in the human body. The developed computational algorithms are capable of promoting simulations of magnetic flux density patterns in a plane from an extensive source, represented by modifiable parameters of length, spatial position and slope to the measurement plane. These simulations were used as input for the training of Artificial Neural Networks that, after training, were able to solve the inverse problem, characterizing, from the magnetic field map, the spatial position, size (length) and slope of the metallic source. The results indicated a better performance with the use of triaxial sensors, whose mean square error, in 3640 tests, was less than 2 mm in the spatial orientation, 8 mm in length and 17 Celsius degrees for the tilt of the magnetic source in relation to the measurement plane.

[pt] A informação sobre o posicionamento de objetos estranhos no interior do corpo humano é essencial para a sua eficiente remoção cirúrgica. Entretanto, os métodos convencionalmente utilizados não fornecem informação suficiente sobre a localização do objeto metálico para garantia de sucesso cirúrgico. No presente trabalho foi desenvolvido um sistema automatizado para mapear a densidade de fluxo magnético estático produzido por corpos ferromagnéticos posicionados em variados graus de liberdade 3D, utilizando um sensor de baixo custo, baseado no fenômeno da magnetoimpedância gigante (GMI - Giant Magnetoimpedance), que detecta somente campos magnéticos variantes no tempo. Assim, as medições automatizadas foram realizadas com a amostra em movimento a uma velocidade constante. Por meio de modelagens computacionais do campo magnético gerado foi possível reproduzir o comportamento da densidade de fluxo magnético gerado por uma fonte de campo magnético como a agulha retilínea utilizada nas medições in vitro. O software considerou as características do sensor GMI utilizado e a condição de medição com a fonte magnética em movimento. Os resultados da simulação foram validados por meio de comparações com os resultados experimentais, possibilitando a solução do problema direto com a caracterização da configuração espacial da densidade de fluxo magnético para variados posicionamentos da fonte magnética em relação ao sensor magnético GMI. Com a validação dos resultados simulados, os mesmos podem ser empregados no desenvolvimento de procedimento para solução do problema inverso de imageamentos clínicos utilizando o sensor GMI de baixo custo, limitado a medições magnéticas variantes no tempo, realizados para detecção e posicionamento de corpos estranhos que geram campos magnéticos estáticos. / [en] Information about the positioning of foreign objects inside the human body is essential for its efficient surgical removal. However, the methods conventionally used do not provide sufficient information on the location of the metallic object to guarantee surgical success. In the present work, an automated system was developed to map the static magnetic flux density produced by ferromagnetic bodies positioned in varying degrees of 3D freedom, using a low-cost sensor based on the giant magnetoimpedance phenomenon (GMI - Giant Magnetoimpedance), which detects only time-varying magnetic fields. Thus, automated measurements were performed with the sample moving at a constant speed. Through computational modeling of the generated magnetic field, it was possible to reproduce the behavior of the magnetic flux density generated by a magnetic field source, such as the straight needle used in in vitro measurements. The software considered the GMI sensor s characteristics and the measurement condition with the magnetic source in motion. The simulation results were validated through comparisons with the experimental results, enabling the solution of the direct problem with the characterization of the spatial configuration of the magnetic flux density for various magnetic source positions in relation to the GMI magnetic sensor. With the validation of the simulated results, they can be used in the development of a procedure to solve the inverse problem of clinical imaging using the low-cost GMI sensor, limited to time-varying magnetic measurements, performed for the detection and positioning of foreign bodies that generate static magnetic fields.