生物电阻抗成像技术在神经重症监护的应用前景

颅内高压是常见的神经急危重症,是导致患者死亡的重要原因,目前对颅内情况的监测手段主要为有创性及影像学检查,其应用受到一定的限制。近年来无创颅内压监测手段逐渐兴起,基于生物电阻抗技术的无创脑水肿监护仪对神经重症患者的病情评估、预后判断及治疗指导方面均有重要意义。

人体肺功能生物电阻抗成像技术

研究的目的在于改进生物电阻抗(EIT)重建图像质量方法。首先,采用自适应多重网格法,依据后验误差的估计,基于自适应网格剖分加速线性方程组的求解,并根据多重网格算法细分相关场域,获得圆形场域的人体呼吸过程图像;然后,研究结合先验知识的图像重建算法,根据肺部组织结构及阻抗特性,采用有限元仿真软件COMSOL求解正问题,获取融合先验知识的灵敏度系数矩阵。人体肺呼吸功能实时成像结果表明,即使采用较少的网格单元,仍可获得较高精度的正问题解,具有较高的图像质量。

数字化生物电阻抗成像系统

本文针对生物电阻抗成像技术中模拟滤波及解调环节存在的速度瓶颈和精度问题,设计了数字化生物电阻抗成像系统。系统基于DSP与FPGA协同运行,为硬件升级改进提供了开发空间;研究了基于Cyclone芯片的数字滤波以及数字解调算法;对算法进行了基于Testbench的仿真。系统仿真调试结果表明,该设计提高了系统成像速度和精度。

基于多周期欠采样技术的生物电阻抗成像硬件系统

生物医学研究表明,人体组织复阻抗的实部和虚部均包含着丰富的生理和病理信息,而复阻抗的虚部信息很微弱,不易提取,要求激励频率达到1 MHz以上,提取出虚部信息,从而提高诊断准确性。针对该问题,本文设计了一种基于CAN总线的生物电阻抗成像系统硬件电路,使激励信号的频率扩至10 MHz。电路中采用数字合成器AD9852为各数据采集单元提供统一的时钟信号,采用16位1MSPS的模数转换器AD7677以及多周期欠采样技术对高频段波形采集信号,最后利用数字相敏解调技术获取复阻抗的实部和虚部信息。

基于FPGA实现的用于生物电阻抗成像的多频信号源

目的:为满足电阻抗多频成像的要求,鉴于现有信号源的不足,研制集成度高、信噪比高的多频信号源。方法:根据数字频率合成理论,基于FPGA实现了多频信号源的核心部分。结果:所实现的信号源具有4种频率输出模式,最多可同时输出4种频率,输出频率范围为1.9～341.8kH z,信噪比一般在-90dB左右。结论:基于FPGA实现的多频信号源可灵活控制输出频率,指标满足电阻抗多频成像的要求。

生物电阻抗成像技术与仪器

生物电阻抗成像属于功能成像，是继形态、结构成像之后，于最近十余年才出现的新一代更为有效的无损伤成像技术，具有广阔的应用与发展前景。本文综述了这一技术的发展概况、图像重建算法、仪器系统和应用探索，并对其存在的主要问题和今后的发展方向进行了评价。

生物电阻抗成像技术进展

生物电阻抗成像技术(Electrical Impedance Imaging，EII)是医学成像技术的一个新方向．是当今国际生物医学工程学的重要研究课题之一。它的基本原理是根据人体内不同组织在不同的生理、病理状态下具有不同的电阻(导)率，通过各种方法给人体施加小的安全驱动电流(电压)，在体外测量响应电压(电流)信号来重建人体内部的电阻率分布或其变化的图像。

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。

生物电阻抗成像的数值模拟

生物电阻抗成像(EIT)是一种新型无创成像技术.本文在给出EIT的数学物理模型的基础上,利用 计算机的数值模拟得出自适应电流模式下的阻抗成像图.该结果说明这种电流模式和算法的设计能够较清晰的 对目标定位成像.

影响生物电阻抗断层成像质量的因素

由于成像质量较差,限制了生物电阻抗断层成像技术的临床应用。本文在介绍生物电阻抗断层断层成像研究概况的基础上,指出了影响成像质量的主要问题是成像过程中的病态性问题,并讨论了形成病态性的主要因素是:①驱动测量模式;②重构模型;③图像重构算法。

多通道生物电阻抗测量系统的设计与开发

电阻抗测量在人体体成分分析、生物电阻抗成像等领域方面具有广泛应用。基于ADI公司的高精度生物阻抗测量芯片AD5933,本文开发了一套多通道电阻抗测量装置,它可按照人体5电阻模型测量人体体成分,也能扩展为8电极或16电极进行电阻抗成像研究。测试结果表明该装置输出数据合理正确,进一步的电阻抗成像实验证实其能够识别并定位被测空间中金属棒的位置及轮廓,为进一步的多通道探测类应用研究提供了良好的基础平台。

生物电阻抗特征参数测量数据采集系统的研究

为了实现生物电阻抗参数成像 ,我们建立了一个快速、精确的生物电阻抗特征参数测量的数据采集系统 ,采取多频率组合激励并扫基频的方法 ,在多个激励频率下同步测量阻抗信息 ,同时采用了一种新的高精度解调方法 :正交序列数字解调 ,并对阻抗模型参数的估算方法进行了改进。结果表明 ,系统可以在1.6kHz～380kHz的频带范围内以小于100Hz的跨度编程选择工作频率 ,最多时可同时在四种频率下测量阻抗信息 ,系统的噪声水平在 -80dB左右。在每周期采样64点的情况下 ,解调算法可将信噪比提高5.

电阻抗成像监护小猪腹腔内出血的研究

目的:观察电阻抗成像仪对闭合性腹腔内出血的监护结果。方法:采用体质量20～30kg、腹围与人近似的小猪为实验动物。将小猪取左侧卧位,从猪耳缘静脉注入肝素钠1.25万u后,在B超引导下置入穿刺针(G9)于肝脏表面,行"+"形切割肝脏表面实质,造成肝脏出血。拔除穿刺针,形成1个闭合性腹腔内出血状态。然后用电阻抗成像仪进行监护,观察成像反应。在监护结束后对小猪解剖证实实验结果。结果:(1)电阻抗成像仪出现明显成像反应,目标区域出现颜色变化,并随着时间的延长颜色逐渐加深,出现颜色区域扩大。(2)解剖发现小猪腹腔内有大量不凝血液,在肝脏表面可见"+"形切割创面,可见该切割创面仍渗血。结论:电阻抗成像用来监护腹腔内出血能产生明显的成像结果,故该技术可以用来进行人体出血监护。

一个临床应用的实时电阻抗断层成像系统的设计与初步结果

一个临床应用的实时电阻抗断层成像系统的设计与初步结果１引言电阻抗断层显像（ＥＩＴ）是通过对导电区域表面电阻抗进行测量形成的二维电阻抗分布的图像。阻抗测量是通过贴附于人体的一组电极，并采用一系列的二电极、四电极测量方法进行的，接着使用一种图像重建的算法...

用于电阻抗成像的32电极数据采集系统

用于电阻抗成像的３２电极数据采集系统１ ３２电极电阻抗成像（ＥＩＴ）过去曾报导过的几项电阻抗成像的研究大多数是关于重建算法和数据采集系统。近十年来的国际文献已经报导了完整的ＥＩＴ系统或它们的几个改进型。本文提出一套采用一种独特的解调级进行设计的３２电...

基于电阻抗断层成像的一维参数提取研究

目的:利用电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)数据提取对生物组织整体电阻抗变化敏感的一维参数。方法:分析电阻抗断层成像过程,利用对电阻抗整体变化趋势敏感的数据构建一维参数,并进行仿真、物理模型及临床验证实验。结果:实验证实,通过电阻抗断层成像的原始数据构建的一维参数与生物组织整体电阻抗的变化具有相关性,可用于实时监测整体电阻抗的变化趋势。结论:提取的EIT一维参数对电阻抗整体的变化趋势具有较高的敏感性,和二维动态图像结合使用,可提供更多的生物组织电阻抗监测信息。

不同自主呼吸训练方法对区域性肺通气影响的对比研究

目的:利用生物电阻抗成像(EIT)技术探究不同自主呼吸训练方法对区域性肺通气的影响,以期为慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者在训练标准及方法选取上提供行之有效的康复指导方案。方法:共纳入28名健康志愿者,取舒适站立位并进行:(1)平静呼吸;(2)腹式呼吸;(3)缩唇呼吸;(4)腹式缩唇呼吸,每位被试的四种呼吸方式随机决定,整个过程中连续记录胸部EIT;分别对比四种呼吸方式期间的潮气量(TV)、呼气末肺阻抗(EELI)、通气中心(center of ventilation,Co V)、不均一指数(GI)、区域通气延迟(RVD)。结果:较平静呼吸,腹式呼吸、缩唇呼吸及腹式缩唇呼吸三种呼吸训练方法期间的TV明显增大(P<0.05);EELI明显降低(P<0.05);Co V明显减小(P<0.05,腹侧通气增多);腹式呼吸和腹式缩唇呼吸的GI明显减小(P<0.05,通气更均匀);缩唇呼吸和腹式缩唇呼吸RVD明显增加(P<0.05)。结论:腹式呼吸、缩唇呼吸、腹式缩唇呼三种呼吸训练方法均能有效增加肺通气量,减少肺功能残气量,但三种呼吸训练方法对肺通气的影响各不相同:缩唇呼吸通气向腹侧移动更显著(COV更小),区域通气延迟更显著(RVD更大),而腹式呼吸可改善通气均匀性(GI更小)。因此,从区域性肺通气的角度,建议COPD患者在进行呼吸训练时应腹式呼吸与缩唇呼吸独立交替进行,以达到更好的呼吸训练效果。

电阻抗断层图像重构算法

人体电阻抗断层成像研究是近年来国际生物医学工程界研究热点之一，阻抗重构算法是这一技术的核心。本文回顾了十多年来这一领域的研究成果，集中讨论了几种有代表性的阻抗重构算法，并根据它们各自的理论基础和实验结果，分别对其性能进行了全面的综合评价。

基于敏感性定理的EIT重构算法仿真研究

为了研究性能更好的 EIT图像重构算法 ,我们对基于敏感性定理的 EIT图像重构算法进行了计算机仿真研究 ,并与几种常用图像重构算法进行比较 ,提出对基于敏感性定理的