低频电导率和介电常数的检测和成像

引言电阻抗成像过程就是根据物体表面电压和电流测量,构建物体内部的电阻抗图像。Rensselar电阻抗成像系统通过物体表面上的32个电极采集电流信号。这些电流有完全相同的频率(12KHz)和相位,但有不同的幅值。系统在每一电极上测量与电流源同相和相位差90°的电压的均方值,测量结果然后被用来按某一规则重建和显示物体内部的电导率和介电常数。     

30例健康人血液射频介电常数和电导率的测量

在10kHz～110MHz频率范围,利用4294A阻抗分析仪测量了30例正常健康人血液样本的介电常数和电导率,通过介电常数和电导率频谱、复数平面图、介电损耗频谱、电导率虚部频谱和损耗角正切频谱的数据分析,旨在建立正常人血液的电生理特征参数,为进一步的临床研究提供基础数据和研究方法。结果表明,正常健康人全血介电常数和电导率具有频率依从性,其介电行为具有两个特征频率：第一特征频率f1=0.59MHz;第二特征频率f2=2.12MHz。     

在切变流场中红细胞悬浮液电导率与切变率关系的研究

利用自行设计制造的电导法测量红细胞变形性的新型仪器,测量了红细胞在不同切应力下的静态与动态变形特性。所获得的信息量较核孔膜滤过法多,且重复性好。测量迅速,造价较低,所有结果均由微机系统自动给出。此外找出了血样电导率与红细胞变形性成指数函数关系的经验公式,这一结果与B.S.Bull等人研究纤维约束法与微吸管法所得到的切应力与红细胞变形成指数关系的结论一致。     

注入电流式磁声成像的电导率模型构建和实验研究

基于磁声耦合效应的电导率成像是一种新型的生物组织功能成像技术,本课题旨在对注入电流式磁声成像方法进行仿真和实验研究.以金属圆环作为成像目标,将其置于稳恒磁场中,并对其加载微秒级正弦脉冲激励,对磁声耦合作用下产生的声振动进行检测和分析.借助有限元方法对磁声正问题进行仿真,同时建立注入电流式磁声耦合成像实验装置,对电导率模...     

低温下脂肪在8～12GHz频率内的介电常数与电导率测量

在生物组织的低温保存中,微波复温和降温方法得到了广泛研究,但低温下材料物性参数一直比较缺乏.为研究微波复温的加热过程和微波降温的非热效应提供物性参数,并对其机理进行探索,本文应用波导传输发射法测量生物组织在-43～30℃,频率为8～12GHz时的介电常数与电导率.首先通过测量有机材料对测量系统进行验证,证明本文所提出的系统具有较好的测量精度与可重复性,然后测量了在生物组织中分布很广的脂肪的介电常数与电导率,给出了几组样品的实验测量值,并讨论了单个样品的介电常数与电导率随温度和频率变化的规律.     

基于低频超声和真空负压的微创血糖检测研究

探讨基于低频超声和真空负压微创抽取组织液,预测血糖浓度,实现血糖的无痛、微创、连续检测的可行性。对3位青年健康志愿者的前臂内侧皮肤,采用55kHz的低频超声破坏角质层的脂质双层结构,提高皮肤的通透性,然后采用254mmHg的真空负压透皮抽取组织液,通过检测组织液中的葡萄糖浓度,利用单点校正法预测血糖浓度,最后评价系统的检测精度。预测血糖浓度基本能够满足血糖检测标准,有望实现血糖的无痛、微创、连续检测。     

基于头部组织不同电导率特性的阻抗成像正问题仿真研究

目的 通过建立5层有限元真实头模型,研究了各层组织非均质和颅骨、脑白质各向异性电特性对电阻抗成像问题中电磁场分布的影响.方法 对头部各组织建立4种电导率分布模型:均质分布、非均质分布以及颅骨和脑白质各向异性电导率模型;通过正问题数值求解得到不同模型下的磁场分布和电场分布,并通过定量的统计分析研究非均质和各向异性电导率特...     

组织电导率性质对磁感应磁声耦合成像声源强度的影响

针对部分生物组织电导率分布具有各向异性的特点,对磁感应磁声耦合成像的声源强度特征进行理论分析,推导不同电导率性质的声源强度公式,并运用COMSOL Multiphysics5.5建立生物组织电导率模型,进行电磁场仿真分析求解,用Matlab 2016a计算其振动声源。结果证明,在同样磁场激励条件下,电导率各向同性和各向异性的声源分布都能反映生物组织的层析结构,但其强度不同。本研究为磁感应磁声耦合成像逆问题声源的精确重建提供了理论基础。     

磁感应方法检测脑组织电导率的FDTD仿真研究

为进一步优化和改进MIT（magnetic induction tomography，MIT）实验系统，采用FDTD（finite difference time domain）方法，对MIT单通道测罱系统进行仿真研究。根据天线理论，将激励线圈近似为螺线管，模拟为一系列电磁源。脑模型考虑颅骨、脑脊液、脑组织和水肿。在10MHz频率，测最与激励线圈同轴时，对自由空间、均匀脑模型、三层脑模型和含水肿的三层脑模型进行仿真计算，获得了上述四种情况下测量线圈上的电流值和激励电流与测量电流的相位差值。     

基于时间反演方法的三维磁感应磁声成像电导率重建

磁感应磁声成像(MAT-MI)是一种融合磁感应技术和超声断层扫描技术的新型生物电阻抗成像方法,兼具电阻抗功能成像和超声技术高空间分辨率的优点.本研究构建三维柱状线圈和二层同心球模型以模拟成像物理环境,借助有限元软件ANSYS分析瞬态电磁场,并根据分析结果,进行MAT-MI正问题声场计算,应用时间反演法进行电导率的重建.仿真结果表明,MAT-MI能够较好重建生物组织的电导率分布.     

蒸馏水和NaCl溶液复介电常数的测量及修正

分别测量2450MHz频率下蒸馏水和不同浓度NaCl溶液的复介电常数,并对测量数据进行统计分析和修正,这对于研究利用微扰法测量高损耗生物组织的复介电常数,具有十分重要的意义。     

低温下生物组织的介电常数与电导率研究

本研究应用波导传输发射法测量生物组织在-25℃～30℃时的介电常数与电导率。首先通过测量有机材料对测量系统进行验证，证明所提出的系统具有较好的测量精度与可重复性，然后测量了在生物组织中分布很广的脂肪的介电常数与电导率，给出了一个测量值分布范围，并讨论了单个样品的介电常数与电导率随温度变化的规律。工作目的是为研究微波降温和微波复温的非热效应提供物性参数，对其机理进行探索性工作。     

生物电流检测和组织功能成像的新技术

生物组织中主要是由于带电离子迁移而发生电活动，离子电流不但是肌肉收缩和神经冲动等生理活动的物理反映，而且也是所流经生物组织的电导率等电特性的反映。导体中的交变电流在正交磁场作用下受到Lorentz力而发生机械振动，进而产生声响应，反之，在外加磁场的情况下，导体中局部区域的机械振动产生相应的交变电流。根据这个原理，在外加磁场的情况下声场、电场相互正交耦合作用的生物电流检测和组织功能成像方法的提出为医学诊断提供了新的思路。本介绍了相关的原理、实验和仪器的设计方案。     

用于神经细胞实验研究的低频交变磁场发生器的研制

本文介绍了一种用于神经细胞实验研究的低频磁场波形发生器。目的：为低频磁场辐照与肿瘤实验提供工具。材料与方法：采用单片机控制，用户手动选择参数。输出一定波形，强度和占空比的信号，经功放电路放大后得到低频磁场。本文将详细讨论仪器中波形发生的部分。结果：本仪器磁场强度最高可达100mT，频率0-500Hz。结论：仪器完全满足实验需要。     

MC—Ⅲ型低频脉冲强磁场发生仪的研究

介绍了我们研制的强脉冲磁场发生仪，该发生仪可输出磁感应强度为0.1-2.5T，周期可调的脉冲磁场，使用表明，该仪器操作方便，性能可靠，可长时间稳定运行，已在磁场生物效应的科学实验中得到广泛应用。     

2450MHz介质复介电常数的测量

目的测量2450MHz频率下蒸馏水和不同浓度NaCl溶液的复介电常数,用以判定系统的可靠性和稳定性.方法根据微扰法得到复介电常数的测量公式,然后通过实验对已知参数的蒸馏水和NaCl溶液进行测量,并计算其复介电常数和电导率,验证计算结果的可靠性和稳定性.结果对计算结果进行统计分析和误差分析,其均值、标准差和变异系数表明,最终结果可与M.I.T标准较好地吻合.结论这种系统可较好地测量2450MHz频率下高损耗介质的复介电常数,测量系统的主要误差是由介质体积的误差引起的,因此精确测量介质体积是测量生物组织等高损耗介质复介电常数的关键.     

氦氖激光对几种溶液电导率的影响

目的：探讨氦氖激光对蒸馏水、自来水、NaCl溶液、葡萄糖溶液电导率的影响。方法：以特定的激光强度、经不同的照射时间处理溶液,用电导率仪测定溶液的电导率。结果：氦氖激光照射对蒸馏水和葡萄糖溶液电导率的影响,与照射前比较电导率升高,但差异不显著（P＞0．05）;氦氖激光照射对自来水和NaCl溶液电导率的影响,与照射前比较电导率升高,短时间照射,差异不显著（P＞0．05）,长时间照射（15min以上）,差异特别显著（P＜0．01）。结论：氦氖激光对蒸馏水、自来水、NaCl溶液、葡萄糖溶液的电导率有一定的影响。     

生物电流检测和组织功能成像的新技术

生物组织中主要是由于带电离子迁移而发生电活动 ,离子电流不但是肌肉收缩和神经冲动等生理活动的物理反映 ,而且也是所流经生物组织的电导率等电特性的反映。导体中的交变电流在正交磁场作用下受到 L orentz力而发生机械振动 ,进而产生声响应 ,反之 ,在外加磁场的情况下 ,导体中局部区域的机械振动产生相应的交变电流。根据这个原理 ,在外加磁场的情况下声场、电场相互正交耦合作用的生物电流检测和组织功能成像方法的提出为医学诊断提供了新的思路。本文介绍了相关的原理、实验和仪器的设计方案     

基于扩散张量成像技术的大脑组织核磁共振电导率重构的仿真研究

将核磁共振电阻抗成像(MREIT)技术应用于人体头部大脑组织电导率重构上.采用基于径向基函数(RBF)神经网络的均质电导率重构MREIT算法,对建立在扩散张量核磁共振成像(DT-MRI)数据基础上的白质组织各向异性电导率和各向同性的灰质、脑脊液目标电导率进行重构.在五层真实形状头模型(包括头皮、颅骨、脑脊液、灰质和白质组织)上进行的仿真实验结果表明,该算法具有一定的抗噪声能力,重构的头部电导率分布图像具有较高的精确性.研究证明了MREIT技术用于头部复杂组织结构电导率重构上的合理性与可行性,在无创头部组织电导率检测领域具有潜在的应用价值.     

低频超声开放大鼠血脑屏障的研究

目的探讨1MHz低频超声在不同功率、不同照射时间对大鼠脑细胞及血脑屏障的影响,寻求开放血脑屏障的最佳条件。方法119只Wistar大鼠颅顶右前方开窗后超声照射,采用伊文思蓝(EB)法检测血脑屏障通透性的变化;应用透射电镜观察内皮细胞紧密连接的变化。结果1MHz、12mW照射20s或30s,照射后3hrs,血脑屏障通透性均显著高于对照组(P<0.05),电镜下微血管内皮紧密连接呈开放状态,照射时间30s时,可见部分神经元核膜变形;照射后12hrs,与对照组相比血脑屏障通透性无明显差异(P<0.05),且部分神经元核膜的变形无明显恢复。1MHz、8mW照射的各组与对照组比较血脑屏障通透性无明显差异(P<0.05)。结论1MHz、12mW、照射时间20s可能是可逆性地开放血脑屏障的适宜条件。