电阻抗断层成像系统及重构算法

对电阻抗断层成像系统（ＥＩＴ）的算法及硬件系统进行了全面的研究,建立了一个基于物理模型的ＥＩＴ系统。系统主要包括模拟人体躯干的物理模型,３２电极衣其信号测量系统,ＰＣ个人计算机,并提出了一种新的图像重构算法,通过对物理模型的测量,用图像重构算法得到 好的成像结果。     

关于肺阻抗气量图临床应用的初步探讨

本文从临床应用的角度出发,分析了肺阻抗变化△Z与肺内气量变化△V间的相互关系,发现两者间无论在潮气呼吸还是在肺活量呼吸状态下都呈高度相关(r=0.71和r=0.61),说明用阻抗的方法进行肺通气测量是可靠的。本文还分析了造成不同个体间阻抗—容量曲线斜率值不够一致的原因,认为与RV水平、电极间距、胸内血液及组织液的电阻率等因素有关,但主要受电极位置的影响,因此电极位置标准化是极端重要的。     

医学电阻抗成像系统电极结构优化设计

目的 研究医学电阻抗成像（ＥＩＴ）系统电极结构对敏感场分布的影响。方法 设计一个具有边界强制等热点的有限元模型。通过仿真,分析了复合电极宽度对敏感场分布的影响。并进一步对不同激厉模式,敏感电极的结构尺寸进行了定量的优化设计。结果 当电极覆盖比率为５７.1%时,效果最优。结论 进行电极优化设计时,其场分布的均匀性、敏度与电极覆盖率应综合考虑。     

生物电阻抗成像技术在医学中的应用

近年来 ,一种基于生物组织电学特性的成像技术 ,电阻抗断层成像 (ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＩｍｐｅｄａｎｃｅＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ ,ＥＩＴ)得到了迅速发展 ,这种技术除了能够实现ＣＴ、ＭＲＩ和超声等几种医学成像技术相类似的功能外 ,还可以得到反映生物组织生理状态短时变化的图像 ,在研究人体生理功能和疾病诊断方面 ,有重要的临床价值和广泛的应用前景。1　电阻抗断层成像原理电流通过导体时 ,其空间电流分布与导体空间阻抗分布相关。在被检测的目标组织表面施加安全的激励电流 (电压 ) ,并测量电流 (电压 )分布情况后 ,由所测信号计算出…     

单个电极接触不良对腹部电阻抗断层成像的影响

目的:研究单个电极接触不良和电阻抗断层成像之间的关系,以便为长期监护提供必要的理论和现实依据. 方法:采用电阻抗成像监护仪对14人采用16电极法进行监护,对比电极接触良好和其中某一个电极接触不良时监护图像的差别. 结果:发现某一电极接触不良,则对应它的那一部分图像的灰度会发生明显的变化,而图像其他部分的灰度则变化很小. 结论:得出了单个电极接触不良对成像的影响的规律,对长期监护中电极接触不良问题的监测提供了依据.     

基于物理模型的静态电阻抗断层成像初步结果

目的 研究基于物理模型的静态电阻抗断层成像技术。方法 使用电阻抗断层成像激励和测量系统Ⅲ获得物理模型上的测量数据,应用正则化校正的Newton-Raphson算法重构静态阻抗图像。结果 对几种具有不同电阻率的背景溶液和琼脂目标得到了初步的静态阻抗图像,背景溶液重构图像的灰度比较均匀,重构数值集中在一个较小的范围内,且与实际电阻率数值近似成比较关系;目标重构图像清晰,图像大小与《实际大小接近,定位基本准确,不同电阻率的在重构图像中具有不同的数值和灰度,对多个目标可以明确区分;驱动电流的大小对重构结果的影响很小。结论 EIT激励和测量系统Ⅲ所得测量数据的精度基本能满足静态成像的要求,正则化校正的重构算法能够有效区分不同电阻率值的目标,能够适应静态阻抗重的需要。     

心阻抗图形成机制的初步探讨

目的 探讨心阻抗图测量中血管阻抗变化转换为胸部体表电压变化的机制。方法 基于胸部内的电场分布,定性分析血管阻抗变化转换为胸部体表电压变化的过程。用模型实验研究转换的规律,将装满稀盐水溶液的塑料圆桶模拟胸部圆柱形容积导体,1050V的交流电压模拟血管阻抗变化在血管两端产生的电压变化（ΔUb）,同时通过测量圆桶侧壁两检测电极之间的输出电压变化(ΔUbs),研究ΔUbs与相关参数的关系。结果 胸部体表两检测电极之间的电势差变化正是通过转换得到的ΔUbs。胸部体表测量的ΔUbs与血管阻抗变化在血管两端产生的电压变化ΔUb、胸部体表两检测电极之间的距离（L）均呈现正比例关系。结论 本文的研究结果可为血管阻抗变化转换为胸部体表电压变化的机制提供依据。 更多还原     

胸部DWI技术及其在肺癌N分期中的临床应用

扩散加权成像(DWI)是反映水分子随机热运动的无创性的磁共振功能成像技术,在肿瘤的诊断及鉴别中显示出较好的临床价值。胸部由于自身解剖限制,曾是磁共振检查的难点。近年来,磁共振软硬件设施有了快速发展,随着更强的梯度及线圈、快速成像序列、脂肪抑制技术及呼吸门控技术等的应用,胸部DWI图像质量有了很大提高。DWI在肺癌诊断、分期及疗效评估中的应用备受关注,在肺癌肺门纵隔淋巴结中的敏感性和特异性与正电子发射断层成像/CT相当,在淋巴结良恶性的诊断及鉴别诊断中显示出重要的临床价值,可作为诊断肺癌肺门纵隔淋巴结转移的重要手段。     

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霞要研究课题之一.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.     

肺组织膨胀程度对动脉自旋标记MRI肺灌注的影响

目的:用FAIR序列探讨肺组织膨胀程度对肺灌注的影响,即在不同呼吸相时肺灌注的变化情况.方法:应用GE 1.5T磁共振成像系统,用FAIR序列对10例健康志愿者分别在呼气末和吸气末屏气时进行冠状面扫描.分析在不同呼吸相时反转脉冲标记前/后双肺信号强度变化率(ΔSI%)、肺血流量(PBF)的变化及扫描层面肺面积(Area)的变化情况.结果: (1)不同呼吸相时ΔSI%之间有明显的统计学差异(右肺P=0.021 5,左肺P=0.008 4),呼气末的ΔSI%明显高于吸气末.(2)不同呼吸相时双肺PBF间均有统计学差异(右肺P=8.92×10-5,左肺P=0.000 2),呼气末的PBF明显高于吸气末.(3)不同呼吸相扫描层面的Area间也有明显的统计学差异(右肺P=2.94×10-5,左肺P=0.000 5),吸气末面积明显大于呼气末面积.结论:不同呼吸相时肺灌注间存在差异,在呼气时肺灌注明显高于吸气时,这与呼气时肺容积缩小、血管密度增加有关.     

电阻抗成像电极系统优化设计仿真研究

EIT电极系统是整个EIT系统最为敏感和关键的部分之一。本文在线电极强制等势点模型的基础上，以复合电极为例，提出了一种电极结构及参数优化设计方法，并建立了电极结构参数优化设计仿真研究平台。可针对不同电极结构和各种参数变化给出其对EIT成像质量和检测灵敏度的影响，进行优化设计，从而为实用化EIT系统电极结构设计提供理论依据。     

适用于脑部电阻抗断层成像的单源驱动电流模式

目的: 寻求一种更适合于脑部电阻抗断层成像技术(EIT)的单源驱动模式. 方法: 针对脑部电阻率分布的特点和数据采集系统的实际情况,在一个由7300多个电阻构成的脑部电阻率分布等效电路模型上,对比了邻近、交叉、对向和新提出的准对向这四种驱动模式在动态范围、独立测量数、边界电压变化量和抗噪性能等方面的差异.结果:除动态范围外,准对向驱动模式均为最优,对向和交叉驱动模式次之,邻近模式最差.结论: 准对向驱动模式最适合于脑部EIT使用.     

电阻抗断层成像中驱动和测量模式程控系统的设计

目的 在电阻抗断层成像技术中,为实现多电极条件下的激励和测量信号依据不同的需要进行加载和高速切换,设计驱动和测量模式程控系统。方法 采用高速CMOS多路开关、逻辑电路和光电隔离电路实现驱动和测量模式程控系统。结果 在有32个驱动电极和32个测量电极的EIT成像系统中,该系统能程控实现任意两电极的驱动及任意两电极的信号测量。结论 基于多路开关的驱动和测量模式程控系统在信号加载和传输中具有高速、低导通电阻、各通道一致性好的特点。     

采用深部区域阻抗方法检测肺脏血流分布的研究

提出一种用于检测肺脏血流分布及其变化情况的新方法——深部区域阻抗测量法。该法采用多电极系统，同步检测人体表层及其与肺脏阻抗的混合信息，借助特定的数据处理方法，消除体表层的影响，从而提取出直接源于肺脏的阻抗信息。提高了肺脏血流信息检测的灵敏度和分辨率，可望发展成为一种具有广泛应用前景的深部阻抗临床检测方法。     

电阻抗断层成像中临近和对向驱动模式的研究

目的：在单激励源条件下,比较临近驱动和对向驱动模式对体表测量信号的幅值、动态范围、精度及中心区域的敏感性等的影响,为阻抗成像寻求相对较优的驱动模式,方法：基于自行研制的32电极高精度电阻抗断层成像实验系统,在直径30cm的圆形物理模型上,采用幅值1mA、频率50kHz恒流激励,分别对临近驱动和对向驱动模式下的测量信号从幅值、动态范围、精度和变化量等方面进行研究.结果：相同测量条件下,相对于临近驱动,对向驱动使边界电压的平均值提高了4,3倍,动态范围降低了21.3dB,平均测量精度从0．64％提高到0．04％．对向驱动时,中心区域放置直径4．1cm铜管时引起的绝对变化量为6．6～-28．8mV,临近驱动为12,4～-2．4mV,对向驱动时总相对变化量为-28．7,临近驱动时为-13．7.结论：对向驱动模式下能得到精度较高、对中心区域较为敏感的测量信号,在高精度阻抗成像中,可采用对向驱动模式．     

动态电阻抗断层成像反投影算法的仿真研究

在计算机上建立动态电阻抗断层成像仿真系统。其中包括；建立模仿人体躯干的计算机有限元模型，实现模型的电场数值计算，并实现了以反投影技术为基础的两种动态图像重建算法，得到的初步的成像结果表明：反投影法对目标定位准确，速度快，但对于目标在远离电极的位置，重构误差相对大，且对噪声敏感。     

动态感应电流电阻抗断层成像的算法仿真

目的 在仿真模型的基础上，研究一种用感应电流激励的动态电阻抗断层成像算法－牛顿迭代法的特性及其对独立测量数的依赖性。方法 利用有限元法对成像区域进行离散，然后再用牛顿迭代法针对不同的线圈数进行求解、成像、比资比较。结果 对同一目标，分别就不同的线圈数得到了成像结果，表明牛顿迭代法对电导率扰动的定位是基本准确的，成像误差随线圈数的增加而减小。结论 用牛顿迭代法解动态感应电流电阻抗断层成像的逆问题是可行的，但在独立测量数小于剖分单元数的情况下，迭代过程不全准确的收敛于实际的电导率分布，而是一种的近似；在独立测量数大于部分单元数的情况下，迭代过程可以收敛于实际的电导率分布，从而得到高质量的重构图像。