基于对称抵消技术的磁感应相位移非接触脑血流搏动测量

目的:主要基于磁感应的相关原理,设计一个采用对称抵消方式的线圈传感器,利用基于该线圈传感器的测量系统,对5名健康受试者的脑血流搏动进行测量。方法:总结国内外相关的磁感应测量方法,从提高灵敏度、减少干扰等方面设计新型线圈传感器;改进测量系统,提高抗干扰能力与软件鉴相能力;经脑测量人体脑血流搏动信号并对结果进行处理分析。结果:制作了一个由一个激励线圈、两个接收线圈组成的对称抵消方式的线圈传感器,完成了对称抵消测量系统的建立以及调试。挑选5名健康受试者进行实验,经脑测量的脑血流搏动信号规律清晰,干扰较小,其相位差变化量为0.1°~0.2°,根据受试者个体差异,测量的脑血流搏动的幅度和频率是不一样的。结论:该系统能够进行脑血流搏动测量,结果稳定,为脑血流相关检测提供了一个新方向。磁感应技术作为一种新的脑血流搏动信号检测手段,具有操作方便,非接触等特点,并且能够进行连续监测,在未来医疗监护、疾病诊断等方面具有很大的发展前景。     

基于磁感应技术的新型非接触心肺信号检测系统的研究

目的：本文旨在研究一种基于磁感应技术的非接触心肺信号检测系统,通过实验对其可靠性和稳定性进行验证。方法：深入研究磁感应技术生理信号检测的原理和发展现状。在研究小组前期工作经验基础之上,设计更高灵敏度的新型传感器和更精确的软件鉴相平台,对线圈磁场分布和感应电动势行理论推导,设计实施人体实验并利用频谱分析等方法对结果进行分析。结果：建立了基于磁感应技术的新型非接触心肺信号检测系统。根据要求筛选20名健康受试者参与人体实验,经实验,新系统在心肺信号检测上效果较理想,MIPS呼吸信号幅值变化约为0.15（±0.05）°,心率信号幅值变化约为0.05（±0.03）°,信号幅值与受试者体征相关,频谱分析结果与监护仪检测结果基本一致。结论：本系统的检测结果准确,性能可靠,为该技术临床应用奠定了理论和实践基础。磁感应技术作为一种新的心肺信号检测手段,具有非接触,连续测量,操作简便,适用范围广等特点,具有应用于临床监护、保健和个性化医疗等领域的潜力。     

生物电阻抗脑成像研究

在脑和大脑疾病的临床诊疗过程中，脑功能的连续监测，特别是脑功能的二维图像连续监测，对于人类深入地认识大脑和临床脑疾病患者的及时治疗都是十分重要的。本文主要讨论了脑疾病、脑神经活动ＥＩＴ成像的生理物理基础。脑疾病、脑神经活动的ＥＩＴ成像研究；脑ＥＩＴ成像的测量技术研究；脑ＥＩＴ成像的算法和脑计算模型研究以及目前脑ＥＩＴ成像存在的问题和研究方向。     

生物电阻抗脑功能成像研究

在脑科学研究和大脑疾病的临床诊疗过程中，脑功能的连续监测，特别是脑功能的二维图像连续监测，对于人类深入地认识大脑和临床脑疾病患者的及时治疗都是十分重要的。本文主要讨论了脑疾病、脑神经活动ＥＩＴ成像的生物物理基础；脑疾病、脑神经活动的ＥＩＴ成像研究；脑ＥＩＴ成像的测量技术研究；脑ＥＩＴ成像的算法和脑计算模型研究以及目前脑ＥＩＴ成像存在的问题和研究方向。     

非接触磁感应脑阻抗断层成像系统激励源设计

目的：设计适合非接触磁感应脑阻抗断层成像系统工作的激励源和感应线圈 ，为进一步了解生物组织电阻抗的行性打下良好的基础。方法：基于高速电子电路设计技术，建立具有差分驱动模式、频率（1MHz-20MHz)和幅值均线性可调的信号源，分析测量结果，得出设计参数。测量并计算感应线圈参数，分析影响其特性的因素。结果：激励源的输出频率在10MHz时，带负载线圈稳定输出最大电压峰峰值12V,最大电流220mA，频率稳定度为0．5％，输出噪声电压有效值6．1mA，信噪比63dB。结论：本信号源性能满足试验要求，受外界电磁幅射干扰影响小，感应线圈设计合理，有利于进行检测试验，这些都为下一步成像打下良好的基础。     

一个感应电流电阻抗断层成像的数据采集系统

感应电流电阻抗断层成像(ICEIT)是电阻抗断层成像的一个分支。我们设计并实现了一个基于物理模型的32电极高精度ICEIT数据采集硬件系统。提出了一种新的有效抑制电极引线回路中附加感生电动势的方法。通过采用双引线电极和垂直引线技术,使引线回路中的附加感生电动势降低为未采用前的10%,提高了系统的总体精度。对硬件系统的测量结果表明,对测得的数据经1000次叠加后测量精度优于0.5%。采用重建算法对基于物理模型的测量数据进行图像重构,得到了较为理想的成像结果。     

新型功率可调MIT激励源设计及其磁场分析

目的：设计输出功率可调的MIT激励源和3种类型的激励线圈,以提高MIT相位检测的精度。方法：通过选取PA19放大器芯片,设计200 kHz工作频率下可调输出的功率放大电路;通过计算,设计制作了螺线管线圈和2种聚焦线圈;最终测试比较各激励线圈的磁场分布,并在不同激励线圈的磁场下对圆柱形铁块进行相位测试。结果：激励源输出峰值电流大于1 A,圆形螺旋聚焦线圈的磁场由线圈轴线向两边衰减斜率最大,约为0.06 T/cm,且在该激励线圈磁场中,对铁块的相位检测结果最大。结论：该激励源输出功率可调范围大,采用圆形螺旋聚焦线圈磁场聚焦效果最佳、相位检测效果最好。     

基于LabView和Matlab混合编程的脑MIT数字鉴相方法的实现

目的:为实现用于脑磁感应成像系统中的数字鉴相方法,寻求一种高精度的相位检测手段.方法:本研究采用LabView对数据采集卡编程,控制激励信号的产生和检测信号的采集;采用Matlab进行快速傅立叶变换法(FFT)法,相关法和经典法的编程,用于实现数字鉴相.结果:得到了步进0.1°条件下的数字鉴相结果,构建了一整套包含信号产生、采集和处理的鉴相系统,最终,实现了FFT法和相关法0.1°的相位差分辨率.结论:数字鉴相方法能够应用于脑磁感应断层成像技术(MIT)检测系统中,对高精度的系统测量提供了理论依据.     

人颅骨电阻抗频率特性

在EIT技术应用于脑部成像的研究中，颅骨的电阻抗频率特性，对驱动电流频率的选择有着重要的参考价值。本文采用离体人颅骨，二电极法，用频响分析仪（Solartron 1255B)经电阻抗接口（Solartron1294)，在0-1MHz频率范围内进行测量，描记出颅骨电阻抗频响特性曲线，并观察随时间变化的趋势，结果表明，颅骨电阻抗幅值随时间明显增大，可达200K/2h；其特征频率应在10KHz附近。     

人大脑组织复电阻抗频率特性及其等效电路模型

通过频响分析仪，用四电极测量法，在0．1Hz～1MHz频率范围内，对人大脑组织的复电阻抗频率特性进行了定量测量，经分析得到了脑整体组织的复电阻抗等效电路模型。结果显示，人脑组织同已知的动物组织相比，其复电阻抗虚部频率特性、Cole-Cole曲线均不相同，等效电路模型结构也更为复杂。但是与家兔的脑整体组织相关特性相比，两者的曲线走势、等效电路模型结构完全一致。该等效电路模型对于建立人头部的等效电路模型有重要的参考价值。