小猪腹腔内出血模型及电阻抗成像监护的初步研究

采用体质量在20～30 kg,腹围与人近似的小猪为实验动物,通过B超定位经腹腔穿刺置套管于小猪肝脏的下缘,用电子输液泵分别按恒定的速度注入同种异体血,以模拟肝脏区域出血,使用电阻抗成像技术进行监护,观察成像结果。注血结束后行B超和CT检查,并剖腹探查注血情况。结果显示:(1)B超、CT检查及剖腹探查均发现腹腔内存在大量血液;(2)随着血液的注入,电阻抗成像的目标区域象素值随之变化,成像结果明显。因此该动物模型能够很好的模拟腹腔内活动性出血,并能够控制出血速度,使用电阻抗成像技术监护该模型能够获得清晰的成像结果。     

开放式电阻抗成像基本原理和仿真实验研究

电阻抗成像技术作为一种新兴的功能性医学成像技术具有广阔的应用前景。除了成像的空间分辨率不高之外,当前研究中普遍针对封闭场域成像的模式也是电阻抗成像技术推广到临床应用的一个不可忽视的障碍。在分析封闭式电阻抗成像临床应用局限性的基础上,提出了开放式电阻抗成像的思想,依据这一思想构建的开放式电阻抗成像系统能对局部浅层的生物组织给出有价值的电阻抗分布信息。给出了开放式电阻抗成像电磁场边值问题的数学模型,提出了边界约束问题的处理方法,并进行了初步的仿真和实验研究。结果表明,当目标位于体表下较浅部位时,成像具有较好的分辨率和定位准确度。     

家兔腹部内出血模型电阻抗断层成像初步研究

目的研究模拟动物腹部内出血与电阻抗断层成像之间的关系,以便为人体监护提供必要的理论和现实依据.方法实验环境选择在屏蔽室,采用家兔作为实验对象,采用银丝电极皮下缝埋,固定姿势分别向其腹部注入10ml、20ml、30ml、40ml、50ml血液,观察注血量与所呈图像灰度的变化.结果图像的灰度值随注血量的增加而减小.结论图像的灰度值与注血量高度相关.     

感应电流电阻抗成像的硬件系统

本回顾了感应电流电阻抗成像技术的发展历史及现状，指出了其研究意义。对感应电流电阻抗成像的硬件系统主要采用的技术进行了介绍，并讨论了研究中存在的关键问题。最后总结了今后工作可能的研究方向。     

电阻抗断层成像硬件系统

本文主要回顾了目前已报道的电阻抗断层成像硬件系统性能及参数，给出了ＥＩＴ硬件系统的基本结构框图，对激励电路，测量电路等主要功能单元的结构及性能进行了分析。     

磁共振电阻抗成像技术

本文介绍了一种把磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)技术和电阻抗成像(electrical impedance tomography,EIT)技术融合的新型成像技术--磁共振电阻抗成像技术.阐述了二者结合的关键点:磁共振电流密度成像技术.分析了硬件系统构建的特点,着重回顾了当前研究概况并介绍了几种主要模型和算法,指出了各自特点.最后对该技术的主要问题和发展方向进行了探讨.     

开放式电阻抗成像的灵敏度和病态性问题

开放式电阻抗成像(OEIT)系统能对局部浅层的生物组织给出有价值的电阻抗分布信息.研究OEIT系统的灵敏度,并绘制其分布图.采用奇异值分解技术分析开放式电阻抗成像的病态性,Jacobian矩阵的条件数是2.27×107,体现出很强的病态性.仿真结果表明:当单个目标位于体表下高灵敏度区域时,成像具有较好的分辨率和定位准确度,随着设定目标逐渐偏离高灵敏度区域,其重构图像逐渐发散,最终重构图像失败.由于OEIT的病态性,表层高阻抗目标起到了类似屏障的作用,导致图像重构失败.     

磁共振电阻抗成像方法的研究进展

磁共振电阻抗成像方法是传统电阻抗成像和磁共振成像的结合，是一种新的电阻抗成像方法。按照电阻抗测量激励器与接收器的不同，可将其划分为接触式和非接触式两种。应用磁共振电阻抗成像方法可以获得高分辨率、高精度的电阻抗图像，对临床辅助诊断具有重要意义。对磁共振电阻抗成像方法的两种形式及其发展前景给予综述。     

头部组织感应电流磁共振电阻抗成像仿真研究

将感应电流磁共振电阻抗成像(IC-MREIT)应用于人体头部组织电导率重构,并在三层球头模型上进行仿真研究.首先建立二次磁场Z方向磁感应强度摄动对有限元头模型中单元电导率摄动的灵敏度矩阵;然后分析系统中激励线圈个数、激励线圈与三层球头模型相对位置及激励线圈半径等因素对灵敏度矩阵性态的影响,为IC-MREIT系统激励线圈优化设计提供指导;最后采用灵敏度矩阵法对三层球头模型非均匀电导率分布进行重构,仿真结果证明IC-MREIT技术用于重构头部组织电导率分布是可行的,在无创头部组织电导率检测领域具有潜在的应用价值.     

电阻抗断层成像硬件系统

本文主要回顾了目前已报道的电阻抗断层成像（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＩｍｐｅｄａｎｃｅＴｏ－ｍｏｇｒａｐｈｙ，ＥＩＴ）硬件系统性能及参数，给出了ＥＩＴ硬件系统的基本结构框图，对激励电路、测量电路等主要功能单元的结构及性能进行了分析     

Front-end architecture for a multi-frequency electrical impedance tomography system

This paper provides a critical review of a number of the primary aspects of EIT system hardware presented in the literature. A thorough analysis of injection and measurement errors is presented to provide clarifying extensions to that provided by previous authors. From this basis, it proposes a novel design for a distributed parallel multi-frequency EIT system. The system described is modular, employs active electrodes to maximise CMRR (common mode rejection ratio) and was designed to employ digitally generated current injection and digital demodulation of the acquired signals.     

Design of an electrical impedance tomography phantom using active elements

The architecture of a novel phantom for electrical impedance tomography (EIT) is proposed. The design employs active elements, which include multiplying digital to analogue converters (MDAC), so that the impedance distribution in the phantom may be varied dynamically using computer control. The phantom is designed to assist in the validation of an EIT system under test. A number of published layouts for passive phantoms are analysed, and the requirements for an active element are specified for the most applicable of these. The use of active elements throughout a phantom imposes significant costs because of the need for each active element to operate independently. This proposal limits the cost and complexity by employing active elements in a restricted region of the phantom. Currently available technology, principally due to the limited analogue bandwidth of the MDAC, precludes the construction of a fully capable phantom from active elements. However, a design is specified that would enable its future development to cover the frequency range from 10kHz to 1 MHz.     

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。     

脑阻抗断层成像的图像重构算法

脑部一些疾病和脑功能活动期间常伴随产生脑组织电阻抗的变化,利用电阻抗断层成像技术(EIT)可以对大脑疾病和脑功能活动进行临床诊断和连续监护。本文主要讨论了脑EIT成像的计算模型和图像重构算法,并对几类典型算法进行了评价。     

Finite-element method in electrical impedance tomography

In electrical impedance tomography (EIT), current patterns are injected into a subject and boundary voltages are measured to reconstruct a cross-sectional image of resistivity distribution. Static EIT image reconstruction requires a computer model of a subject, an efficient data-collection method and robust and fast reconstruction algorithms. The finite-element method is used as the computer model. The paper describes the finite-element analysis software package developed, including an interactive graphical mesh generator and fast algorithms for solving linear systems of equations using sparse-matrix and vector techniques. Various models of irregularly shaped subjects are developed using mesh-design tools, including automatic mesh generation and optimisation using the Delaunay algorithm. Even though the software package is customised for use in electrical impedance tomography, it can be used for other biomedical research areas, such as impedance cardiography, cardiac defibrillation and impedance pneumography.     

电流密度成像及其在生物电阻抗成像中的应用

本文首先介绍了生物电阻抗成像(electrical impedance tomography,EIT)的数学模型、系统设计、算法分类及其存在的问题。然后介绍了由加拿大Toronto大学的Joy、Scott等人提出的电流密度成像(current density imaging,CDI)的基本原理及发展现状,提出将CDI应用到EIT可以得到精确度与分辨率都较高的阻抗图像及实现的基本思路。最后讨论了将CDI应用到EIT的发展前景及需要解决的问题。     

Effect of skin impedance on image quality and variability in electrical impedance tomography: a model study

A computer simulation is used to investigate the relationship between skin impedance and image artefacts in electrical impedance tomography. Sets of electrode impedance are generated with a pseudo-random distribution and used to introduce errors in boundary voltage measurements. To simplify the analysis, the non-idealities in the current injection circuit are replaced by a fixed common-mode error term. The boundary voltages are reconstructed into images and inspected. Where the simulated skin impedance remains constant between measurements, large impedances (>2kΩ) do not cause significant degradation of the image. Where the skin impedances ‘drift’ between measurements, a drift of 5% from a starting impedance of 100Ω is sufficient to cause significant image distortion. If the skin impedances vary randomly between measurements, they have to be less than 10 Ω to allow satisfactory images. Skin impedances are typically 100–200 Ω at 50 kHz on unprepared skin. These values are sufficient to cause image distortion if they drift over time. It is concluded that the patient's skin should be abraded to reduce impedance, and measurements should be avoided in the first 10 min after electrode placement.     

电阻抗断层成像临床应用研究进展

电阻抗断层成像(EIT)是继形态、结构成像之后,于近20余年发展起来的新一代无损伤功能成像技术,具有功能成像、无损伤和医学图像监护三大突出优势,应用前景诱人.介绍这一技术在国内外临床应用研究方面的新进展.包括肺密度和含气量测量、加强保护性通气策略、乳腺癌检测、虚拟膀胱活检、急性中风神经成像和腹膜内出血监测等.     

多频电阻抗成像中的硬件系统

本文回顾了多频电阻抗成像技术的发展历史及现状 ,指出了其研究意义。对现有的多频电阻抗成像的硬件系统主要采用的技术进行了介绍 ,分析了各种技术的优缺点。最后总结了硬件系统可能的研究方向。     

感应电流电阻抗成像的硬件系统

本文回顾了感应电流电阻抗成像技术的发展历史及现状 ,指出了其研究意义。对感应电流电阻抗成像的硬件系统主要采用的技术进行了介绍 ,并讨论了研究中存在的关键问题。最后总结了今后工作可能的研究方向