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.     

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     

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.     

一种基于频谱约束的多频动态电阻抗断层成像算法

本文旨在提出一种基于频谱约束的多频动态电阻抗断层成像(EIT)算法。在已知成像域内各组分电导率频谱的情况下,通过重构独立于频率的参数——体积分数变化,同时利用多个激励频率下的测量电压差重构一帧时差图像,从而大大增加测量数据量以改善逆问题的病态性。数值仿真实验显示,该算法较传统阻尼最小二乘算法具有更小的图像伪影,且在低信噪比情形下具有更小的位置误差和形变误差。本研究有望为动态EIT提供一种有效利用多频信息的方法,并为在已知各组分电导率频谱情况下的动态EIT发展提供一个新思路。     

电阻抗扫描成像物理模型仿真实验研究

目的在电阻抗扫描(electrical impedance scanning，EIS)乳腺成像的初期实验阶段，验证EIS成像的可行性，初步明确影响EIS成像的因素。方法基于EIS实验平台建立一个能有效模拟乳房组织分布的物理模型，并用电导率有差异的NaCl溶液、琼脂块模拟了3种不同情况下的电场分布。结果不同电导率分布引起的电场扰动会造成不同的成像结果。结论基于EIS原理的成像是可行的，初步明确了影响EIS成像的因素。     

基于虚拟仪器的电阻抗数据采集软件设计

采用美国National Instruments的NI6034E数据采集卡和CVI编程环境，基于虚拟仪器(VI)技术，设计并实现了用于一维生物电阻抗检测及二维阻抗成像的数据采集软件系统。包括系统初始化、用户界面、数据实时采集和显示及数据预处理等功能模块。数据实时采集和显示中，为了不丢点采集，采用了基于双缓冲的DMA技术。所有程序采用模块化设计，并调用DAQ实现各功能模块。该软件系统具有使用方便、功能较完善等优点。     

正常妇女电阻抗扫描乳腺检测数据的初步分析

目的: 研究正常妇女的电阻抗扫描乳腺检测数据的特征,为进一步的成像和判别异常阻抗区域打下基础. 方法: 对191例正常志愿者的电阻抗扫描乳腺检查数据,分别计算其相应的电阻抗实部、虚部、幅值、相位等参数. 使用统计学方法,分析不同个体之间的电阻抗参数的差异程度,比较同一个体左右两侧的一致性,观察不同个体电阻抗参数与年龄、身高、体质量的相关性,分析同一个体不同测量位置和同次测量中不同电极位置的变化规律. 结果: 被测者电阻抗参数的个体差异程度较大,但自体的左右两侧一致性较好. 电阻抗参数与被测者年龄、身高、体质量没有显著相关性. 同一个体不含乳头区的参数基本接近,而含乳头区参数则显著增大. 结论: 不同个体的电阻抗参数不能直接用于判断阻抗的异常变化,但同一个体的左右两侧以及不含乳头区的部位可以相互参照,用于判断阻抗的异常变化. 电阻抗扫描方法可以检测到阻抗的差异.     

多媒体定时器在EIT数据采集精度评价中的应用

目的：实现电阻抗断层成像（EIT）高精度数据采集系统性能评价软件中的数据快速采集和存储功能。方法：分析比较了Timer和多媒体2种Windows定时器,基于Visual C＋＋分别编程实现了EIT数据采集系统性能评价软件并比较了结果。结果：2种定时器均可以完成对EIT数据的采集、显示、存放和简单处理功能,但是多媒体定时器的定时精度更高,能够更准确而有效地完成上述任务。结论：多媒体定时器稳定可靠,可以满足一般情况下的高精度定时要求。     

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。