基于电阻抗成像的均质头模型研究

目的评估低电导率的颅骨对人脑阻抗成像的影响。方法基于适用于头部的优化的硬件系统和反投影算法,在建立的一个圆筒形和一个半球形的包含“颅骨”的均质头模型上,对多种扰动目标进行成像研究。结果现有系统对含均质“颇骨”的头部物理模型内电导率、位置和尺寸不同的简单扰动目标成功地进行了图像重建。结论“颅骨”的存在对重构图像产生了显著的影响,揭示了脑电阻抗图像监护的可行性,为动物实验提供了依据。

新型头模型EIT实验装置的设计及应用

目的:研制能精确定位的头模型EIT实验装置,满足进一步研究的需要。方法:安装电极和支撑颅骨物理模型的半球状结构选用有机玻璃材料,电极用银电极,支撑悬挂结构材料选用硬度较大、方便取材的钢或铜材料。结果:新型头部物理模型在精度和稳定性方面均达到了要求,能够满足进一步实验及其相关分析的需要。结论:新型头部物理模型对扰动目标的水平位置和垂直位置定位均精确到mm,能够满足进一步实验及其相关分析的需要。

骨骼对于高强度聚焦超声聚焦影响的实验研究

目的:测定高强度聚焦超声(HIFU)经过羊肩胛或人体离体颅骨形成的声压场及焦域,研究骨骼对HIFU聚焦的影响。方法:单阵元换能器发射超声波,经羊肩胛骨或者人体颅骨聚焦,通过水听器测量形成声场,通过含蛋清仿组织体模测量不同辐照条件形成的焦域大小。结果:羊肩胛骨及人体颅骨均可对声压造成极大的衰减;经骨骼后在激励功率达80 W时焦点声压与纯水中激励功率2 W相近,羊肩胛骨激励条件250 W、辐照时间3 min下可使仿体组织产生焦域;颅骨则在最大强度300 W、5 min下无焦域产生。结论:HIFU经骨骼聚焦时,增大输入功率或辐照时间,焦域体积增大。在单阵元换能器辐照环境下,经骨骼聚焦困难,焦点声压较低,形成焦域较小或无焦域形成,增大时间骨骼易产生热损伤。

具有真实颅骨分层解剖结构与电阻率分布的电阻抗成像头部物理模型构建

目的 :构建具有颅骨分层解剖结构与电阻率分布的人头部容积导体物理模型,为脑电阻抗成像研究提供准确的物理模型实验平台。方法:首先,利用双喷头3D打印技术,构建具有3层结构(各层具有特定的电阻率)的颅骨模型,并验证颅骨模型电阻率的准确性;其次,采用3D打印技术构建具有特定电阻率的脑实质模型,采用Na Cl溶液模拟脑脊液与头皮;最后,将总共4层的人头部物理模型组合,并开展电阻抗成像实验。结果:所构建的分层颅骨模型不仅结构上与真实人颅骨一致,其电阻率与真实人颅骨也无显著性差异,呈非均匀分布;电阻抗成像实验表明,所构建的物理模型实验平台能够正确表征电阻率扰动变化。结论:该物理模型不仅具有真实的颅骨分层结构与电阻率分布,而且包含了多层组织结构,较好地反映了人头部的电阻率特性,适合作为脑电阻抗成像技术的物理实验平台。