基于强扰动目标的电阻抗断层成像补偿方法研究

在电阻抗成像技术应用于临床的过程中,准确判断目标阻抗扰动变化程度至关重要。目前大多数动态电阻抗成像算法都以目标扰动较小为前提,采用线性化方法进行求解,使得在强扰动的情况下,重构结果中扰动目标阻抗变化与实际阻抗变化之间存在很大误差,无法准确判断扰动目标实际阻抗变化程度,特别是强扰动目标的实际阻抗变化程度。针对这一问题,本文提出了一种基于强扰动目标的电阻抗成像算法。首先,通过对重构算法的研究分析,确定了线性化所引入的误差来源;其次,借助仿真模型,确定了实际情况下扰动目标的电阻抗值与重构电阻抗变化值之间的对应关系;然后,根据已得的对应关系,提出了对数化后的补偿修正方法;最后,开展仿真实验验证了算法的有效性。仿真结果表明,本文方法可以减小重构阻抗变化与实际阻抗变化之间的误差,很好地实现强扰动目标的重构,为将来临床应用中准确判断目标阻抗扰动变化程度打下了基础。     

生物医学工程专业本科阶段电磁场理论与数值计算课程设计与实施方法

目的:探索解决生物医学工程专业本科阶段电磁场理论与数值计算课程知识跨度大、数值计算编程入门困难等问题的教学新思路。方法:根据近5 a的教学经验,精简电磁场数值计算知识体系、丰富编程内容,精心设计规则圆域的网格剖分、电磁场正问题——有限元方法数值计算、电磁场逆问题——电阻抗断层成像3个编程实践环节,同时创造性地在课程实施中加入较短的激励反馈环节。结果:考核成绩证明了学员的编程实践环节成绩较好且兴趣较浓厚的学生理论考核成绩往往较高,呈现正相关的趋势。结论:提出的理论—实践—反馈教学模式有助于学员克服畏难情绪并建立信心,为本科阶段开设电磁场理论与数值计算课程提供了参考。     

基于电阻抗成像技术实时监测小猪肺出血模型的实验研究

目的：探讨基于电阻抗成像技术（EIT）实时监测小猪肺出血模型的可行性。方法以小猪肺出血模型为研究对象,采用EIT实时连续监测小猪肺出血过程中的电阻抗变化。结果当注血量每5 mL逐渐增加时,EIT图像的相应区域呈红色显示,并逐渐增强,EIT所显示的出血位置与CT所示的基本一致。定量分析结果表明,当注血量每5 mL逐渐增加时,图像上提示区域的阻抗、面积变化逐渐增大,EIT定量分析指标与注血量存在良好的相关性。结论 EIT技术能够实时有效地检测小猪肺出血引起的电阻抗变换,为临床研究奠定了基础。     

用于生物电阻抗成像系统的镜像反馈电流源的研究

目的 :针对生物电阻抗成像系统电流源需具备阻抗高、相移小等特点的要求,设计并实现一种高精度激励信号源。方法:基于二代电流传输器原理设计电压控制电流源,增加前级缓冲和直流反馈环节,负载端电路采用镜像反馈电路。结果:实现了激励信号的非接地安全释放,与改良Howland电流源相比,该电流源在1 MHz时输出阻抗可达250 kΩ以上,并具有更好的频率响应。结论:所设计的电流源可以更好地满足生物医学电阻抗成像系统信号源的要求。     

一种手持式阻抗血流图检测系统的设计

本文介绍了一种手持式阻抗血流图检测系统的设计过程。该系统基于生物阻抗法,利用数字化的正交序列解调方法保证测量精度,采用模块化的设计方法提高系统的扩展能力,采用低功耗设计和无线数据传输增强系统的灵活性。样机的初步试验证明该系统运行稳定,可以对人体多个部位进行测量,而且具有低功耗和便携的特性。     

PBL教学模式在《医用传感器》教学中的应用探讨

提出了用基于问题学习(problem-based learning,PBL)的教学模式代替单向授课式学习(lecture-based learning,LBL)教学模式的理念,通过分析医用传感器课程的特点,结合PBL教学模式的特点,设计了将PBL引入医用传感器课程的可行性教学方法,解决了学生在学习传感器课程时存在的理论与实践脱节、学习主动性不足、学习积极性差等问题,教学效果得到了很大改善.     

用于电阻抗断层成像的脑部三层有限元模型构建与仿真

在电阻抗断层成像技术研究过程中,人体准确模型的构建和仿真对分析各种生理病理因素影响,评估成像算法质量等具有重要的价值。目前大多数电阻抗成像模型和仿真都采用二维简单模型,难以完成一些三维因素的准确仿真和研究。针对这一问题,本文提出了一种用于电阻抗断层成像的脑部三层有限元模型构建与仿真方法。首先,通过COMSOL建立脑部有限元仿真模型,然后联合运用MATLAB和COMSOL实现电阻抗断层成像的仿真。仿真结果表明,本文方法可以快速实现复杂模型的构建和仿真,该模型将来可用于脑部成像的研究。