一个感应电流EIT实验系统

感应电流电阻抗成像 (ICEIT)因非接触的优势 ,已成为电阻抗成像领域一个新的研究方向。我们设计了一个三线圈激励的 ICEIT初步系统。该系统包括恒流源、功率放大器、激励线圈、物理模型、测量模式设置模块、信号检测模块、数据采集和数字 I/O卡。其中恒流源采用 DDS技术 ,其频率为 4 6 .875 KHz,电流从 0 .16～ 2 .5 6 m A分为 16级 ,可程控设置。线圈激励系统包括三个激励线圈和相应的功率驱动系统 ,线圈直径 5 0 cm,电感 L=193.5μH,功率驱动级在± 2 5 V直流电源前提下最大可提供 80 0 m A的激励电流。检测系统对体表电极上的信号进行放大、滤波、同步解调和 A/D转换后 ,DMA方式采集数据。实验表明 ,在物理模型中放入不同的测试目标时 ,利用上述三线圈 ICEIT系统 ,从体表测量中可清楚的反映出相应电极上的信号相对变化情况 ,并初步得到了重建图像所需的 3× 32个信号     

高精度一体化电阻抗断层成像数据采集系统

目的设计一种高精度一体化电阻抗断层成像数据采集系统。方法根据乳腺EIT检测方法的特点，设计了一套16电极高精度一体化实验系统，包括电极、开关阵列、模拟前端、模数转换及数据传送等。系统采用了24位高精度A/D转换和数据采集系统芯片ADuC834，使用了环形电路板，将所有电路集中在该电路板上，以16个压力测试针作为与外部电极的接合点，实现了无长引线的一体化系统。结果使用该系统进行了初步成像实验，取得了较好的成像结果。结论从成像结果看．采用高精度一体化数据采集系统进行EIT成像是可行的，新系统有更高的测量精度。     

一个临床应用的实时电阻抗断层成像系统的设计与初步结果

一个临床应用的实时电阻抗断层成像系统的设计与初步结果１引言电阻抗断层显像（ＥＩＴ）是通过对导电区域表面电阻抗进行测量形成的二维电阻抗分布的图像。阻抗测量是通过贴附于人体的一组电极，并采用一系列的二电极、四电极测量方法进行的，接着使用一种图像重建的算法...     

一个基于物理模型的生物电阻抗断层成像系统的研究

电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)是以目标体内电阻抗的分布或变化为成像对象的一种新型成像技术.它具有简便、无创、造价较低的优势,并具有功能成像及动态图像监护的优点.我们设计了基于物理模型的EIT系统,该系统由硬件系统和软件系统组成.硬件系统由32电极、物理模型、恒流驱动模块、信号检测模块、数据采集模块、驱动及测量模式设置模块、多组电源模块以及计算机等组成.我们主要在图像重构模式和算法方面进行了研究,实现了等位线反投影动态重构算法法并提出了广义逆动态重构算法.应用该系统在物理模型上得到了较好的结果.     

基于EIT不同面积银导电布电极的试验研究

目的研究不同面积的电极对电阻抗成像的影响,选择一种最适合电阻抗成像的电极。方法使用不同面积的电极对人体进行电阻抗成像测量,通过对测得数据进行统计分析,来选择最适合人体电阻抗成像的电极。结果使用1.5cm×5cm的电极所测得的信号强于其他面积的电极,并且信号的标准差比其他电极小。结论通过试验,初步确定了基于EIT电极的最优面积,为整个EIT电极系统的研究做了必要的前提准备。     

乳腺检测的高精度EIT系统的设计

目的 设计用于乳腺检测的多通道串并结合处理的高精度电阻抗断层成像数据采集系统.方法 以ADuC845为控制核心,机械开关与模拟开关相结合的办法设计并实现高精度、多模式16电极电阻抗断层成像（EIT）硬件系统,编写上位机软件平台用于数据的通讯与处理.结果 使用该系统进行了初步的成像实验,取得了较好的成像结果.结论 采用多通道高精度EIT系统进行乳腺检测是可行的,且可作为一种辅助手段应用于乳腺疾病的诊断与治疗.     

数字式生物电阻抗与电阻抗断层成像测量系统

构建了以ATmega16单片机为控制核心,8个AD5933为数字电极,nRF24L01为无线通信模块的数字式生物电阻抗与电阻抗断层成像(EIT)测量系统。详细阐述了系统结构、电路设计、系统测试、动物组织阻抗测量及EIT成像。经测试,系统相对测量误差可达0.42%,信噪比达76.3dB。该系统不仅可采用二电极法在1~100kHz范围内进行扫频式阻抗测量,而且能实现EIT成像。对SD幼鼠解剖后的组织进行阻抗测量,测量结果显示,数据有效,经最小二乘法拟合,符合Cole-Cole理论,验证了该系统阻抗测量的可行性与有效性;通过盐水槽实验,对场域中物体的分布图像进行重构,重建图像与实际分布吻合,成像效果良好。该系统很大程度上提高了前端测量信号的有效性以及系统的稳定性。     

一体化多电极电阻抗断层成像数据采集系统设计

非均匀与均匀介质电场的空间分布在边界条件上的关系是影响旋转电极EIT成像分辨率的因素之一。为此设计了一种8层共1 024电极的电阻抗断层成像数据采集系统。该系统采用一体化设计方案,8层PCB层叠结构,用排针、排母进行物理支撑和电气连接,最大限度地减少了引线对信号采集的影响。PCB工艺形成的电极具有数量多,分布均匀,在不同旋转方向上形成的电场一致性较好的特点。系统采用在FPGA中构建NIOS II软核处理器进行整体控制。结果表明,系统物理模型所形成的介质电场均匀,从不同旋转角度上实测的电场分布的其一致性较好;电场分布和数据采集的结果达到设计要求。     

一种乳腺电阻抗断层成像模型的建立

目的:在利用旋转电极法对乳腺电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)的初期试验阶段,验证此方法的可行性,初步明确影响成像的因素。方法:基于EIT试验平台建立一个能有效模拟乳腺组织分布的物理模型,并用电导率有差异的NaCl溶液、铁棒模拟了电场分布。结果:得到模拟电场的中间断层电阻抗分布图。结论:基于EIT原理的旋转电极法成像是可行的,初步明确了影响该方法成像的因素。     

3D-EIT系统电极优化设计

探究三维电阻抗成像系统电极结构对数据测量及图像重建的影响。考虑到电极形状和电极在边界上的分布状态对成像效果的影响,在构建的3D电阻抗系统模型及层间准对角激励相邻（QBD）测量工作模式下,对方形电极（I型）、圆形电极（II型）、同心圆复合电极（III型）和方圆复合电极（IV型）4种 形状电极,就0.2到0.7之间8种不同电极占空比(DR)情况进行对比研究。采用重建图像的相关度R,敏感场的灵敏度均匀性P,测量电压动态范围D进行评价。对比结果表明,在DR为0.4～0.5之间,4种电极结构下的图像相关度R均优于其他DR情况,而且IV型电极的R和P指标略优于I ～ III型,但复合型电极（III和IV型）在DR为0.3和035时边界测量电压动态范围D偏大,稳定性差。对三维场域中5个高度不等（7.5～30 cm之间）、电导率相同的物体,采用共轭梯度算法进行图像重建。数据经归一化处理,截取2个电极层、1个电极间层及2个电极外层共5个等间隔的不同断层图像进行对比,4种电极模型下的成像结果均与真实分布相吻合,IV型电极所成图像伪影略小,效果较好,与指标评价结果一致。本研究为QBD模式的三维电阻抗成像系统确定了电极形状及电极分布,为进一步研究三维空间的电阻抗分布奠定基础。     

Basic setup for breast conductivity imaging using magnetic resonance electrical impedance tomography

We present a new medical imaging technique for breast imaging, breast MREIT, in which magnetic resonance electrical impedance tomography (MREIT) is utilized to get high-resolution conductivity and current density images of the breast. In this work, we introduce the basic imaging setup of the breast MREIT technique with an investigation of four different imaging configurations of current-injection electrode positions and pathways through computer simulation studies. Utilizing the preliminary findings of a best breast MREIT configuration, additional numerical simulation studies have been carried out to validate breast MREIT at different levels of SNR. Finally, we have performed an experimental validation with a breast phantom on a 3.0 T MREIT system. The presented results strongly suggest that breast MREIT with careful imaging setups could be a potential imaging technique for human breast which may lead to early detection of breast cancer via improved differentiation of cancerous tissues in high-resolution conductivity images.     

A Controllably Anisotropic Conductivity or Diffusion Phantom Constructed from Isotropic Layers

Phantoms with controllable and well-defined anisotropy are needed to test methods for imaging electrical anisotropy. We developed and tested a phantom that had properties similar to a homogeneous anisotropic conductive medium. The phantom was constructed with alternate slices of isotropic gel having different conductivities. The degree of anisotropy in the phantom could be varied easily by changing the relative conductivity of the two gels. We tested the stability of several phantoms and found their properties were maintained for approximately 8 h following construction. The phantom has application to electrical impedance tomography, magnetic resonance electrical impedance tomography, EEG and ECG source imaging and diffusion tensor imaging.     

A dual-frequency electrical impedance tomography system

An electrical impedance tomography (EIT) system has been constructed, operating at two frequencies, 40.96 and 81.92 kHz, for investigating the practicability of the dual-frequency imaging method discussed theoretically in a previous paper. For testing the system, a phantom with a frequency-dependent electrical conductivity was designed. The properties of the phantom can be adjusted to match the frequency dependence observed in a given type of tissue. Dual-frequency images were obtained from a phantom simulating liver and also from 200 g of porcine liver in a saline tank. Prior to image reconstruction, it was necessary to apply a correction to the data to cancel the effects of stray capacitance within the electronics.     

Experimental acquisition system for impedance tomography with active electrode approach

An experimental system for impedance tomography has been constructed. The acquisition system uses 16 multifunctional active electrodes, each including a current source and a voltage buffer. Images of active and reactive parts of different target impedances in a phantom filled with liquid have been obtained. The system performance has been compared with those of other systems using either a mesh phantom or rods as point sources used for the determination of the modulation transfer function.     

一个双极性的宽带高精度光耦隔离放大器

为适应电阻抗断层成像系统的技术要求,实现了一个改进的基于单个模拟光电耦合器件的双极性光电隔离放大器。测量结果表明,该隔离放大器不仅具有高于800KHz的-3dB全功率带宽,小于50uVRMS的等效输出噪声,在±4V范围内优于0.01%的线性度等特点,且结构简单,并消除了常规方法中因所选用的光电耦合器性能参数的不完全一致而导致的信号失真。     

颅内出血动态过程的电阻抗成像仿真研究

基于等位线反投影算法的动态电阻抗断层成像技术具有对目标定位准确，成像速度快，有一定的分辨率等优点。将该技术应用于颅内出血疾病的实时监测，及时反映颅内出血的变化情况，这在医学上有着重要意义。作为该技术应用于颅内出血实时监测的基础研究，本研究利用等位线反投影算法，仿真了动态电阻抗断层成像技术应用于颅内出血疾病实时监测过程。研究结果表明，动态电阻抗断层成像等位线反投影算法重建的图像可以反映颅内出血的变化情况，能够应用于颅内出血动态过程监护。