胸部真实边界的肺通气电阻抗变化动态仿真研究

目的:利用计算机仿真得到肺部在生理、病理状态下,肺通气、肺气肿和肺部肿瘤发展过程引起的体表电阻抗改变,为胸部的阻抗成像技术提供理论指导.方法:利用COMSOL Multi-physics多物理场计算平台,以胸部CT图像为依据,建立二维真实边界的胸部电阻抗动态变化模型,体表电极16个、激励电流0.5 mA,对向驱动临近测量模式,通过参数动态扫描,仿真获得肺通气、不同面积的单侧肺气肿及不同程度的肺肿瘤发生时,阻抗测量中胸部体表电极上的电位变化情况.结果:肺通气量和肺气肿面积增大时,引起肺整体或局部电导率降低,从而导致体表相邻电极的电势差绝对值增大;肺肿瘤引起局部电导率增大,导致相邻电极的电势差绝对值减小.结论:利用现有的软件平台,基于参数扫描方法,可直观地对胸部及组织生理、病理的参数变化引起的阻抗改变进行动态仿真,为胸部阻抗成像的定性和定量分析打下了基础,也为脑部、腹部阻抗成像的动态仿真研究提供了有效的方法.     

6种生物电极在颅脑电阻抗成像中的性能比较研究

目的：研究比较不同类型的Ag/AgCl生物电极在脑部电阻抗断层成像（ECT）应用中的性能差异,选取性能较优、适合脑部EIT测量的生物电极。方法：分别利用2电极法和16电极法对10名不同被试者的前臂和头部进行阻抗测量,并分别在接触阻抗、信噪比、一致性和稳定性4个方面对每种电极的性能进行综合评估。结果：热浸涂Ag/AgCl电极的综合性能相对较好,即具有较低的接触阻抗,较高的信噪比以及良好的一致性和稳定性。结论：在进一步的优化设计和改进后,Ag/AgCl粉末电极有可能成为脑部EIT测量的首选电极,并为脑部EIT的深入研究提供优良的技术基础。     

Ag／AgCl粉末电极和镀层电极在脑部EIT测量中的比较研究

目的：针对一种新型的医用Ag／AgCl粉末电极和传统的医用Ag／AgCl镀层电极，比较两者在脑部电阻抗断层成像（Electrical Impedance Tomography，EIT）测量中的性能差异。方法：基于自行开发的EIT系统，分别利用Ag／AgCl粉末电极和镀层电极，分别对物理模型和人体对象进行脑部电阻抗断层成像测量，并且通过提出的两个指标（高频信噪比和低频信噪比）及接触阻抗来评价电极系统的特性。结果：相对于Ag／AgCl镀层电极，Ag／AgCl粉末电极具有更好的抗噪性和稳定性。结论：Ag／AgCl粉末电极能更有效地满足脑部EIT监护的要求。     

适用于脑卒中筛查的电阻抗成像电极的比较研究

目的：针对新型的电阻抗断层成像技术（electricalimpedancetomography,EIT）应用于脑卒中筛查时没有合适的脑部阻抗检测电极的难题．比较当前常用的3种脑电电极——杯状电极、管式电极和桥式电极,研究它们在EIT筛查脑卒中的可用性。方法：分别使用2电极法和16电极法对6名不同被试者的前臂和头部进行阻抗测量,从接触阻抗、一致性、信噪比、配置时间4个方面对电极性能进行评估。结果：桥式电极的综合性能较好,它具有最低的接触阻抗（（330±6）Ω）、最好的一致性（0．97±0．02）、最高的信噪比（（63±1）dB）和最短的配置时间（（411±37）s）。结论：进一步优化电极并建立电极外围支撑系统后,桥式电极有望被广泛用于脑卒中的EIT筛查技术中。     

基于匹配点插值算法的半球模型电阻抗三维图像重建

目的:为了得到头颅和乳腺电阻抗成像的三维图像,更好地诊断脑部及乳腺肿瘤病变位置,改变以往的图像二维显示方式,对半球模型电阻抗二维重构图像结果进行三维重建。方法:对浸泡在半球形水槽中电导率为2.1 S/m的半锥形异物模型重构得到二维图像,根据电阻抗图像数据特点,对图像数据作预处理以便插值使用。使用匹配点插值算法对二维电阻抗图像进行插值,形成三维重建模型。结果:插值结果可以体现层数据间的过渡,三维重建结果体现了原模型的位置信息。结论:该算法能够实现电阻抗的三维成像,并能确定异物模型的位置,便于肿瘤疾病的诊断,满足电阻抗成像的实时监护要求。     

兔脑缺氧对脑阻抗影响的实验研究

目的：研究家兔脑缺氧时脑阻抗的定性变化,并优选最佳的电阻抗测量频率特性。方法：采用第四军医大学医学电子工程教研室研制的阻抗监护仪,将激励电流的幅度设为1．25mA,频率分别设为1、5、10、50、100和150kHZ,对兔短时缺氧和恢复供氧过程的脑部电阻抗变化过程进行监测。结果：兔脑短时缺氧过程中,脑阻抗明显升高,恢复供氧后．阻抗恢复初始状态。相同实验条件、不同激励频率的测量结果表明：在5kHz频率点,这一过程的阻抗值变化率最大（1．7％）,具有显著性差异（P〈0．001）,有统计学意义。结论：采用电阻抗成像技术对脑缺氧进行监测是可行的,同时采用不同的测量频率会得到不同的脑部电阻抗变化量,在所选测量频率点中．5kHZ时可以获得最高的脑缺氧灵敏度。     

静、动态电阻抗扫描乳腺成像结果的对比分析

目的:对比分析静、动态电阻抗扫描乳腺成像系统测量结果,为电阻抗扫描乳腺成像系统进一步的临床应用提供参考依据。方法:利用静、动态电阻抗扫描乳腺成像系统对志愿者的右乳上方同一部位进行多次测量,利用统计学方法,分析相同操作者条件下静、动态电阻抗扫描成像系统测量结果的差异性,比较静、动态系统时不同熟练程度操作者的依赖性。结果:在相同被测部位及相同操作者备件下,动态电阻抗扫描成像系统多次测量结果离散性更小。在不同熟练程度操作者及相同被测部位条件下,动态电阻抗扫描成像系统多次测量结果对操作者的依赖性更低,测量结果可靠性更高。结论:与静态系统测量结果相比,实时动态成像技术加强了成像结果的预判性,从而提高了电阻抗扫描成像系统测量结果的稳定性,降低了测量结果对操作者熟练程度的依赖性     

非侵入式盆底电刺激治疗仪的电场分布仿真与实验

该研究主要分析了非侵入式与侵入式盆底电刺激仪的刺激电场分布差异。通过建立人体盆底肌群的电阻网络模型,利用电路回路分析和仿真,得到了刺激电场分布,分析仿真结果表明：侵入式电极由于具有中心对称性,导致盆底肌群有等电位区域,无法形成刺激电流回路,存在电刺激“盲区”,非侵入式电极无此问题;在相同刺激条件下,非侵入式对浅层盆底肌刺激强度最高,中层次之,深层相对较弱;而侵入式电极对浅层和深层盆底肌刺激强度适中,对中层盆底肌有些部位刺激强,有些为刺激“盲区”。此外,动物离体组织实验结果表明组织阻抗很小,脉冲与直流的非侵入电刺激都能很好地传导到组织内部,与分析仿真结果吻合。     

用于电阻抗断层成像的真实颅骨物理模型研究

目的：研究制作近似真实形状和电阻率分布的颅骨物理模型的方法,为电阻抗断层成像的相关研究提供更加准确的实验平台。方法：采集颅骨的CT图像,用快速成型机制作出树脂模型,然后将每一块树脂模型翻制成不同电阻率的石膏模型并将其黏合成完整的颅骨模型,最后测量分析模型的精确性。结果：首次制作了近似真实形状和真实电阻率分布的颅骨模型,外形差异平均值为0.20 mm,模型电阻率值与真实值无明显差异（P〉0.05）。结论：所做模型可满足实验需要,有利于开展脑部电阻抗断层成像的深入研究。     

用于生物电磁场分析的脑部三层有限元模型构建

目的：研究一种适用于生物电磁场分析的脑部三层有限元模型的构建方法。方法：通过Mimics软件对脑部CT图像进行分割和三维表面重建，用SolidWorks实体转换后，利用COMSOL进行有限元剖分和计算仿真。结果：该方法可以构建出包含头皮层、颅骨层、脑实质层的脑部三层有限元模型，能够实现生物电磁场的有限元分析计算。结论：该方法是一种操作简单、速度快、准确性高的有限元建模方法，为生物电磁成像、电磁场生物效应等的进一步研究打下了基础。     

Microvascular permeability of rat cerebral pia mater by using image computer analysis

Microcirculation viviperception and fluorescent tracer techniques were used and digital image analysis applied for quantitative measurement of fluorescein sodium (FiNa) permeability in microvessels of the cerebral pia mater. The diffusion permeation equations of FiNa within the blood vessels and through the vessel walls into the perivascular tissue of normal rats and ischemic rats were established with two vessels as study object, thus the permeation speed equations under different ischemic conditions were deduced. Based on analysis of the results, we deduced the relation between the permeability and the intersection angle of two vessels. RESULT: logarithm model showed a good fit of the experiment data. The permeation equation showed logarithmic distribution and then tended towards stability. FiNa could pass through microvessel walls with the highest speed in the one-hour ischemic rat group, and the permeation speed of FiNa in rats receiving reperfusion after twelve hours of ischemia was much faster than that in normal rats. CONCLUSION: the method can be useful for quantitative analysis of cerebral pia mater microvascular permeability     

电阻抗断层成像脑出血模型的仿真研究

目的：建立脑出血有限元模型,对其进行电阻抗断层成像仿真研究.方法：基于4层同心圆头模型,利用有限元方法和动态NOSER算法重构成像.结果：单病灶脑出血模型的病灶能够被准确重构呈现,而多病灶模型中邻近病灶间的边界重构较为模糊.结论：动态NOSER算法是一种有效检测脑出血的电阻抗断层成像方法.     

地塞米松对蛛网膜下腔出血大鼠脑脊液TGF-β1过度表达的影响

目的研究地塞米松对蛛网膜下腔出血（SAH）后交通性脑积水的防治作用,并探讨蛛网膜下腔出血后交通性脑积水的形成机制。方法用自体左心室血通过枕大池注入蛛网膜下腔制做蛛网膜下腔出血模型,实验设为一个对照组和一个实验组,每组16只大鼠,对照组在蛛网膜下腔内注一定量的自体血,实验组注射一定量的自体血和药物,按模型完成后第1天和第20天各组再均分为两组,观察各组到预期时间点时脑脊液TGF-β1浓度和软脑膜胶原纤维厚度。脑脊液TGF-β1浓度通过ELISA法检测,脑组织用Massion’s三重染色法染色后用图像分析系统测软脑膜厚度。结果实验组SAH后期脑脊液TGF-β1过度表达和软脑膜胶原纤维增生厚均低于对照组（P〈0．01）。且二者成正相关。结论地塞米松可以抑制SAH后期脑脊液TGF-β1过度表达及后期软脑膜胶原纤维增生,为临床地塞米松防治蛛网膜下腔出血后交通性脑积水提供了实验和理论依据。     

基于电阻抗断层成像技术的图像监护软件系统的设计与实现

电阻抗断层成像技术是一种新兴的功能成像技术,基于该技术对病变进行实时图像监护具有良好的临床应用前景。本文阐述了基于该技术的图像监护软件系统的设计思路,详细介绍了软件系统的数据结构、数据流程、结构模块、界面等的设计及主要功能。该软件系统目前运行稳定,达到了电阻抗成像实时图像监护的目的。     

几种发展中的生物电阻抗成像方法和系统

在明确了生物电阻抗成像技术概念和优势的基础上，从多频率电阻抗断层成像、感应电流断层成像、磁感应断层成像等三种发展中的生物阻抗成像方法，对生物电阻抗成像技术研究进展进行了概述，分析了它们与传统生物电阻抗断层成像技术相比所具有的优势，并归纳出它们各自的应用方向。指出：生物阻抗成像技术是当今生物医学工程学的重要研究课题之一，是一种理想的、具有诱人应用前景的医学成像技术。     

基于数字相敏检波的恒流源输出阻抗检测及补偿技术实现

目的：为了提高电阻抗成像系统（EIT）的图像重构精度,研究并实现了恒流源输出阻抗值的检测以及补偿技术。方法：在EIT系统上设计了恒流源输出阻抗检测电路,用高速AD采回检测电路的输出电压值,并在数字信号处理器（DSP）实现数字相敏检波（DPSD）后得到恒流源输出阻抗。之后在恒流源输出端并联负电容补偿恒流源输出电容,以增大恒流源输出阻抗,提高EIT系统图像重构精度。结果：由实验结果发现,负电容补偿技术虽然无法使恒流源输出阻抗值趋于无穷,但是可使其阻抗值明显增大。结论：该阻抗检测方法及补偿电路独立于恒流源设计,是恒流源设计之外的测量和进一步提高其输出阻抗的方法,不仅可以很好地应用于EIT系统,也可以应用于其他对恒流源输出阻抗有较高要求的系统。     

数字脑电图仪的检定

数字脑电图仪含脑电地形图仪，是利用电极将人的大脑皮层的电活动提取并记录，从而对人的大脑及神经系统疾病进行诊断和治疗。依据JJG954—2000《字脑电图仪及脑电地形图仪检定规程》，结合多年的实际工作经验，介绍了操作性较强的检定方法。