几种磁场方式电阻抗成像技术的新进展

本文介绍了4种磁场方式的电阻抗成像技术,分别为磁感应电阻抗成像技术、磁感应磁声成像技术、磁共振电阻抗成像技术、磁探测电阻抗成像技术,分析了每种技术的成像原理与研究进展,并指出电阻抗成像技术在临床医学方面具有广阔的应用前景。     

生物电阻抗测量技术

以人体组织的阻抗特性为基础,阐明了简化模型,血液电阻率,细胞膜容抗以及呼吸干扰等对血流图测量准确性和重复性的影响;比较了采用全身测量、分段测量和多频率方法行人体成分分析(BIA)测量时的优缺点;提出采用阻抗测量建立有效的胃动力学评价方法;展现了代表生物阻抗测量技术发展方向的电阻抗断层成像技术(EIT)的诱人应用前景.     

生物电阻抗扫描成像系统前置级检测电路的扩频优化设计

目的:针对生物电阻抗扫描成像(electrical impedance scanning,EIS)宽频谱测量的需求,对使用手持式检测探头的EIS系统的前置级检测电路进行扩频优化设计。方法:首先,基于电流/电压转换电路、二选一模拟开关实现EIS系统前置级64通道检测电路的拓扑结构设计。其次,对实现电流/电压转换电路的集成运算放大器芯片和二选一模拟开关芯片进行选型优化,并完成印制电路板制作。最后,对优化后的电路的频率响应、输出信号的通道干扰、信噪比等关键指标进行测试。结果:在100 Hz~500 kHz的工作频率内,优化后的电路的增益稳定度在0.015以内,最大相移小于1.8°,通道串扰低于-62 dB,输出信号信噪比高于65 dB。结论:优化后的前置级检测电路在100 Hz~500 kHz工作频率范围内能够满足EIS检测的精度需求,为开展宽频谱EIS研究提供了硬件基础。     

电阻抗断层成像系统的非正常连接电极实时检测方法

目的:研究一种适用于电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)系统的多电极非正常连接的实时检测方法,便于及时发现不良电极,减少因电极造成的数据损失,为EIT提供可靠的成像数据。方法:基于正常测量数据的相似性,利用采集的测量数据计算电极的相关系数并加权后循环判断,实现非正常连接电极的检测,并开展物理模型实验和人体实验验证方法的有效性。结果:物理模型实验和人体实验结果表明,该方法能准确地检测出多个脱落电极,并能够有效避免正常电极被误判为非正常连接的情况。结论:该方法是一种有效的非正常电极的实时检测方法。     

实时电阻抗断层成像系统的成像算法及软件系统实现

电阻抗断层成像技术是目前国际上广泛研究的一种新的医学成像手段。本文主要介绍国内自主开发的一套实时电阻抗断层成像实验系统的核心算法及软件实现，并用这一系统进行了初步成像实验。     

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。     

三维结构中的电阻抗断层成像技术简介

介绍了电阻抗断层成像（ＥＩＴ）技术的基本概念及其生理学基础和实际应用中对于三维结构的一种标示方法、物体内部电阻抗分布重建的数学模型。     

三种电阻抗断层动态成像算法的仿真比较研究

三种电阻抗断层动态成像算法进行了比较研究。基于有限元仿真模型,对三种算法的图像分辨率、抗噪性能和运算速度分别进行了对比,结果表明,反投影算法具有良好的抗噪性能,牛顿一步重建法的图像分辨率最佳,灵敏度矩阵重建算法整体性能适中。     

扫频式电阻抗断层成像系统的研究

详细论述了扫频式电阻抗断层成像系统设计的关键技术,其中包括激励信号源、恒流源、模拟开关阵列以及信号解调等环节。设计了基于高速混合信号(ISP-FLASH)微控制器的扫频式电阻抗断层成像的数据采集系统。利用高速混合信号(ISP-FLASH)微控制器实现电极选通、数据采集以及与PC机之间的数据通信;PC机作为主控机控制下位机工作,接收测量数据,并进行图像重建。最后总结了存在的问题以及今后发展的研究方向。     

阻抗断层成像技术

随着技术的不断发展,人们对医学检测客观性的要求越来越高,检测手段已从过去的人工主观检测逐步发展到今天的主观检测和客观检测指标相结合,特别是医学影像技术的出现,使疾病诊断更加客观、准确。目前,临床上广泛采用的医学影像技术主要有Ｘ射线成像、计算机断层扫描成像（ＣＴ）、核磁共振成像（ＭＲＩ）和超声成像,它们都可以给医生显示患者体内组织的分布及解剖结构特征信息。近年来,又出现了一种基于生物组织电学特性的阻抗断层成像技术（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＩｍｐｅｄａｎｃｅＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ,ＥＩＴ）,这种ＥＩＴ技术…     

肺部电阻抗成像系统

肺功能的连续监测对临床肺疾病患者的及时治疗十分重要.文中讨论了肺部电阻抗成像（EIT）的硬件系统,针对人体肺部仿真模型,利用Landweber预迭代算法进行图像重建研究.和线性反投影相比,结果表明,Landweber预迭代算法可削弱拖尾现象,提高图像质量,且重建过程分为离线预迭代和在线一步成像,提高了实时成像速度.     

电阻抗成像临床应用研究

电阻抗断层成像技术(EIT)是医学成像技术的一个新方向,具有无创、便携、廉价、操作简单、功能信息丰富等特点,是当今生物医学工程学的重要研究课题之一。本文介绍国外研究小组在EIT临床应用研究方面的一些新进展,包括区域性肺通气测量中不同兴趣区定义的比较,绝对肺电阻率测量的最佳电极位置,心搏出量监测,头部多频EIT分析和校准方法,癫痫发作期的EIT神经成像,冷冻切除组织存活性检测,以及绝对EIT与功能EIT检测肺部积气和积液。     

电阻抗断层成像应用技术研究

电阻抗断层成像（EIT）是一种全新的医学成像和图像监护技术.提出了我国EIT应用技术研究可能面临的一些问题和建议,涉及电极性能与评价方法,数据采集与图像增强,成像算法和特征信息识别与诊断判据等.希望能对我国EIT研究的发展有所帮助.     

人颅脑模型内阻抗扰动的电阻抗断层成像测量敏感性研究

目的：研究EIT技术对颅内不同区域病变的敏感性。方法：建立一个可相对准确地模拟脑部电阻率分布及其变化的物理模型,并通过实际的数据测量、图像重构与数值分析的方法,研究EIT技术对于颅内不同位置处的弱电阻率扰动的检测敏感程度。结果：当电极系统与扰动处于同一平面时,可以获得较好的敏感性;而选择模型的中间层电极进行EIT数据采集时,可以保证对模型内各位置处的扰动检测效果。结论：通过合理的电极位置选择,EIT技术可以实现颅内病变的准确检测。     

开放式电阻抗断层成像测量系统设计与成像试验研究

目的：研制一种基于开放式电阻成像的高精度测量系统，用于物理模型试验研究，为临床试验奠定基础。方法：开放式电阻抗成像（OEIT）采用固定电极阵列，克服了封闭式电阻抗成像（CETT）在应用上电极间隔不等、放置不方便等问题：测量系统采用直接数字频率合成（DDS）产生激励信号，采用FPGA与ADC实现数字相敏检波，检测出电极间的正弦电压幅值与相位．经成像算法得到试验图像。结果：该测量系统的信噪比达104dB，在300mS／m背景电导率情况下．可区分电导率分别为400mS／m和200mS／m的双目标。结论：该测量系统满足开放式电阻抗成像对测量信噪比的要求．水槽和琼脂物理模型的双目标成像试验结果表明，OEIT具有较好的分辨率和定位准确度，可以应用于区分低电导率差异的组织。     

VC＋＋与MATLAB混合编程技术在生物电阻抗断层图像重建中的应用

目的：为满足电阻抗断层成像（EIT）过程中数据实时处理要求,开发肺呼吸过程电阻抗图像重建应用软件并阐述实现方法。方法：将MATLAB C＋＋数学库及Mathtools绘图函数库嵌入VC＋＋高级编程语言,实现动态调用图像重建算法、二维绘图函数及矩阵计算函数等,使其满足实时电阻抗断层成像数据处理与图像重构要求。结果：软件成功实现了肺呼吸过程的电阻抗断层动态成像与数据处理。结论：为电阻抗图像重建过程的实时数据处理提供了新方法。     

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。     

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。     

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。     

一种基于多频电阻抗断层成像系统的校准方法研究

目的：研究一种简便、有效的多频电阻抗断层成像数据采集系统的幅频和相频校准方法,以提高成像数据的质量．方法：基于系统的正交数字解调方法的特点,提出相频和幅频校正方法;通过电阻网络模型和单通道测量实验给出校正因子的获取方法：开展物理模型实验,对比校准前后的数据质量以及成像结果。结果：物理模型实验表明,校准后的数据质量明显得到改善,成像结果能够清晰地反映成像目标。结论：该校准方法是一种简便、有效的多频电阻抗断层成像系统的幅频和相频校准方法,为未来将多频电阻抗成像技术应用于临床奠定了良好的基础。