构建具有鲜明特色的军事生物医学工程概念体系

目的 :构建军事生物医学工程概念体系 .方法 :在对国内外文献、资料进行全面分析的基础上 ,以问卷、实地、专家调查等多种形式对全军各级生物医学工程教育、研究、应用单位分别进行了考察和研究 .结果 :将军事生物医学工程作为生物医学工程学科的一个独立分支给出了明确的定义 ,并论述了其研究领域和对军事医学的影响 .结论

一种高精度生物电阻抗测量系统的设计

设计了一种生物电阻抗测量系统,用于无创测量颅内血肿、水肿引起的电阻抗变化。该系统采用直接数字频率合成技术(DDS)设计高精度、频率可调的正弦激励电流源,采用正交序列数字解调法提取电阻抗的信息,并对解调结果进行软件补偿。所实现的电阻抗测量系统可工作于5～300kHz,在全频率范围内,系统具有80dB以上的共模抑制比(CMRR),对100Ω电阻的相对测量精度达到-90dB。采用颅内注射50μl自体血的方法,建立大鼠颅内出血动物模型,初步的动物实验表明,该系统可以检测到相应的电阻抗变化。

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.

颅内出血电阻抗成像系统及初步动物实验

目的研究采用电阻抗成像技术实现一种可早期检测持续性或迟发性颅内出血设备的可行性。方法实现了可工作于（1～190）kHz、测量精度优于0．04％、成像速度可达1．25帧／s以上的电阻抗断层成像系统。在此基础上，在8只重（10．00±0．76）kg的小猪颅内分别注入2ml抗凝血以观察成像结果，同时还分别观察了4例注入2ml生理盐水和4例注入2ml蒸馏水时相应区域电阻率的变化情况。结果注入生理盐水后，目标区域的电阻率降低，而注入蒸馏水后目标区域的电阻率升高。除2例无效实验外，注血实验中有3例因血液被注入侧脑室而导致目标区域电阻率上升，另有3例电阻率降低。结论采用电阻抗成像技术对持续性或迟发性颅内出血病人进行早期检测是可行的。

同时工作于四种频率的多频电阻抗断层成像系统

目的建立一个可减小组织阻抗动态变化影响的多频电阻抗断层成像数据采集系统。方法采用数字合成技术产生含有4种频率分量的激励信号,将其注入成像目标,然后采用正交序列数字解调法提取各频率分量下的阻抗信息。结果所实现的成像系统可工作于1.6～380kHz。在100kHz时,该系统仍具有65dB的共模抑制比。工作频率范围内,100Ω电阻上的测量精度优于-80dB。基于物理模型的成像结果可清楚的反映出模型内阻抗实、虚部等参数的变化情况。结论所建立的多频成像系统具有较高的测量精度,能够满足多频成像研究需要。

一个感应电流电阻抗断层成像的数据采集系统

感应电流电阻抗断层成像(ICEIT)是电阻抗断层成像的一个分支。我们设计并实现了一个基于物理模型的32电极高精度ICEIT数据采集硬件系统。提出了一种新的有效抑制电极引线回路中附加感生电动势的方法。通过采用双引线电极和垂直引线技术,使引线回路中的附加感生电动势降低为未采用前的10%,提高了系统的总体精度。对硬件系统的测量结果表明,对测得的数据经1000次叠加后测量精度优于0.5%。采用重建算法对基于物理模型的测量数据进行图像重构,得到了较为理想的成像结果。

电阻抗参数成像数据采集系统中三种电流-电压转换器的比较

目的 寻找一种能在 2～ 380 k Hz间提供 2 MΩ以上的等效输出阻抗和 0 .1%以上精度的电压 -电流转换电路(VIC) ,为电阻抗参数成像数据采集系统的建立打下基础 .方法 在分别对单运放 VIC、三运放 VIC和由仪表放大器构成的 VIC的工作原理进行了分析的基础上 ,根据各自的要求建立了这 3个 VIC,并在不同频率点进行了测量 .结果 在低频端 ,基于仪表放大器的 VIC具有极高的输出阻抗和很低的噪声水平 ,在高频时只有三运放 VIC性能能接近要求 .

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。

生物电阻抗脑断层成像正向问题仿真研究

目的 建立大脑的生物电阻抗模型 ,仿真研究生物电阻抗脑断层成像正向问题 .方法 利用大脑的磁共振成像结果构造模型 ,采用有限元方法计算正向问题 .结果 电极数和剖分方式对内部信息的提取有影响 ;电阻率变化的位置、面积和大小对边界电压值影响较大 .

人胸部电阻抗成像和铜测量电极系统初步研究

目的 由铜构建的 32测量电极 ,安置于人体胸部 ,观察肺呼吸时胸部电阻率的变化情况 .方法 用铜片制成 32电极 ,固定于成年健康男性胸部进行测量 ,用等位线反投影算法对数据进行图像重构计算 .结果 获得了胸部电阻率在肺呼吸时的变化图像 ,图像显示肺在呼吸前后 ,肺部区域电阻率变化最为明显 .结论 用铜实现的电极系统可以进行电阻抗断层成像 (EIT) ,而且 EIT功能成像的特点也得到了进一步证实 .

计算机控制的电阻抗断层成像数据采集系统

计算机控制的电阻抗断层成像数据采集系统史学涛董秀珍秦明新尤富生汤孟兴赵惠军（第四军医大学生物医学工程系医学电子工程教研室西安７１００３３）关键词电阻抗断层成像可编程恒流源物理模型中图号Ｒ３１８．０６九五军队基金课题Ｎｏ．９６Ｎ１０８０引言目前的Ｅ...

基于LabView的磁感应方式阻抗测量系统虚拟仪器接口的实现

目的 :实现用于磁感应方式阻抗测量系统中的软硬件的接口 ,为进一步的测量实验打下良好的基础 .方法 :采用LabView对数据采集卡进行编程 ,控制试验数据的采集、数据的预处理以及系统的测量模式 .结果 :在实现的虚拟仪器接口基础上 ,进行了单线圈的电导率与输出相移的关系试验 ,结果与理论分析一致 .结论 :基于LabView的虚拟仪器接口适用于磁感应方式阻抗测量系统 ,可以成功地进行测量试验和初步的成像实验 .

一个基于扫频与混频相结合的多频EIT数据采集系统(英文)

采用多频率组合与扫频技术相结合的方式，建立了一个３２电极多频电阻抗断层成像数据采集系统。该系统具有四种工作模式，在程序控制下，最多可同步采集四种频率下的组织阻抗信息。工作频率可在１．６ｋＨｚ到 ３８０ｋＨｚ间程控选择。为从含多种频率分量的测量信号中解调出各频率下的组织阻抗，我们设计了一种新的具有高速和高精度特点的解调方法：正交序列数字解调法。对含有ｎ个频率分量的信号，若对其每周期采样Ｎ点，则总运算量降到２ｎＮ次乘法和２ｎ（Ｎ－１）次加法运算，信号的信噪比可提高（Ｎ／２）０．５倍。

一种生物电阻抗断层参数成像方法的建立

目的 :对组织进行生物电阻抗断层参数成像 .方法 :用反投影法重建出各激励频率下阻抗断层图像 ,在复平面上对生物阻抗谱的Cole Cole模型进行分析计算 .随后进行图像重建 .结果 :对 32电极物理模型上采集的实验数据用此法分析 ,得到了Cole Cole模型散射系数的重建图像 .结论 :所述方法成像结果较准确 。

用于电阻抗多频及参数成像数据采集系统的正交序列解调法

目的 研究一种用于电阻抗多频及参数成像数字采集系统的具有高抗噪性能和快速的解调方法 .方法 提出一种新解调方法正交序列解调法 ,通过构造一对正交的正弦序列 ,计算所采序列与这两个序列的内积 ,从而得出相应频率成分的实部和虚部 .结果 在 n频率成分 ,每周期采样点为 N的情况下 ,从采样结束到解调完成共需 2 n次加法和 2 n次乘法运算 ,随机噪声可被衰减 (N/ 2 ) 1 /2 倍 .除特定频率点外 ,高次谐波被有效抑制 .结论 正交序列解调法具有系统资源占用少、计算速度快、抗噪性强的优点 。

生物组织的磁感应断层成像研究

目的研究磁感应断层成像技术对生物组织的检测能力。方法利用16通道磁感应断层成像数据采集系统对空气背景中的鸡蛋、油桃,以及3层含颅骨脑部物理模型中的离体脂肪、离体血液分别进行检测,并应用时间差分牛顿莱夫逊成像算法获得电导率分布变化量的重建图像。结果对于分布在不同位置的单个或两个电导率扰动目标,差分成像结果都可以正确反映扰动目标的位置、相对大小和电导率差异情况。结论磁感应断层成像技术可以用于生物组织的电导率分布变化成像。

感应电流电阻抗成像的硬件系统

本文回顾了感应电流电阻抗成像技术的发展历史及现状 ,指出了其研究意义。对感应电流电阻抗成像的硬件系统主要采用的技术进行了介绍 ,并讨论了研究中存在的关键问题。

生物组织阻抗频谱在体测量方法的研究

目的研究生物组织在体频谱的测量方法。方法笔者设计了一个基于频谱分析仪的阻抗测量系统,并在1kHz～1MHz频率范围内测量了兔的主要器官的频谱。结果兔的不同组织的频谱特性不同,组织的阻抗幅值随频率的升高而不同程度的降低。结论生物组织的阻抗频谱可用来区分不同的组织,并可被用于分析判断组织的生理病理状态。

颅内压与脑血流关系的数学模型研究

目的:提出一种颅内压与脑血流关系的数学模型.方法:通过建立脑血流及脑脊液循环参数模型的方法来研究颅内压与颅内血流参数的关系,在此模型的基础上列写状态方程,利用MATLAB进行仿真求解.该模型既考虑脑血液循环又考虑脑脊液循环,还包括主要的影响颅内压的生物力学参数,如脑脊液动力学参数、颅内阻力参数和脑血液动力学参数等.结果:通过对方程解的分析得到关系图,与实验数据比较发现理论计算结果可以反映临床的一些现象.结论:颅内压与脑血流关系的数学模型较好地吻合了现有的一些医学结论,为临床无创监测颅内压提供一个新思路.

小猪血液的多频电阻抗特性及其等效电路模型的研究

目的研究血液的电阻抗频率特性,构建血液的复电阻抗等效电路模型,为研究腹部慢性出血的无创监测提供一些基础数据。方法采用英国Solartron公司1260型频响分析仪,四电极测量法,进行了0Hz～20MHz频率内各个阶段的血液组织复电阻抗频率特性离体测量。结果估算出了特征频率fc的范围,根据实验数据重建了血液的复电阻抗电路模型并得到了串连电路模型的R_0,R_∞,P_(CPE),T_(CPE)特征参数值。β弛豫在测量频率1MHz左右开始明显,大于6MHz以后杂散电容效应开始显著。小猪的血液组织的电阻抗特性符合COLE模型的规律,特点是尼值比较大(＞1MHz)。初步分析了血液特征频率fc值比较高的原因。结论和其他腹部组织相比,小猪血液组织的多频特性特点明显：电阻率值明显小；容性效应在频率相对较高时才出现。对组织的高频测量要减小杂散电容对实验结果的影响。