生物电阻抗断层成像技术的基础研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com中国医学研究与临床，2O04年7月，第2卷，第13期·临床与实验研究·生物电阻抗断层成像技术的基础研究陕西省西安第四军医大学医学电子工程教研室(710033)董秀珍付峰尤富生史学涛刘锐岗BasicResearchOnElectricalImpedanceTomographyTechnology．Dor~gXiuzhen，FuFeng，YouFusheng，ShiXu—etao，LiuRuigang【Abstract】Westudiedthecharacteristicsofelectrica

2、limpedanceofanimaltissuesinvivoandinvitro．AndanEIThardwaresystembasedonphysicalphantomwith32electrodesiscompleted．WemainlyfocusedourresearchOilthereconstructionmodelandalgorithm：completedtheEqualPotentialBackProjectionalgorithmindynamicEITandNewton——Raphsonalgorithminstat

3、icEITandproposedaserialnewreconstructionalgorithmsnamedGeneralInversionalgorithmandModifiedN—Ralgorithm．Weimplementedthemincomputersimulationstudyandphantomimaging，abetterresultshavebeennhtained．1引言胞膜为具有低的漏电特性的绝缘膜，是组织阻抗容电阻抗断层成像(ElectricalImpedanceTomogra—性成分的主要贡献者。细胞质与细胞间

4、质相类似，phy，简称EIT)是以目标体内电阻抗的分布或变化表现为阻性。组织的复阻抗可由Cole经验公式J。为成像对象的一种新型成像技术。EIT是正在研究对生物体来说，一方面由于细胞种类、排列的中的断层成像技术，具有很多优势。既往研究表疏密、细胞间质及细胞膜通透性的不同，不同组织、明：某些人体组织的生理功能变化能引起组织阻抗甚至于同种组织的不同方向及状态所表现出的阻的变化(如组织充血和放电等)，某些组织病理改变抗特性都有可能不同；另一方面由于组织的生理或也能引起组织阻抗的变化(如癌变等)，这些信息将病理改变必然会影响到细胞膜的通透性和细胞

5、间会在EIT图像中体现出来。所以，EIT具有功能成质的电解质浓度等的变化，从而影响到其组织的频象的性质n】。该技术对人体无创无害，系统结构率特性。简单，测量简便，造价低，在对病人长期的图像监护阻抗成像的基本原理是：通过被成像目标周围这方面具有广泛的应用前景，这些是目前多数临床的电极注入交变电流，并同步测量边界上的电压，成像手段难以做到的。同时该技术造价低、费用低采用多驱动电极和测量电极结构实现四电极阻抗的特点也非常适合进行广泛的医疗普查。虽然目测量，利用图象重构算法对相敏解调技术得到的变前其图像分辨率不能与CT等成像技术相比，但它换阻抗数

6、据进行重构，形成阻抗断层图象。仍是一种有应用前景的新型成像技术，是对目前医静态EIT以测量对象内部电阻(导)率的绝对分学成像手段的一个有力的补充。布为成像目标，通过对测量目标外加驱动电压或电2EIT的基本原理流测量其边界电压或电流，以估计目标内部电阻生物组织由细胞和细胞间质共同组成，其中细(导)率分布的绝对值。动态EIT技术以测量对象内胞间质为具电解液特性的组织液及悬浮于其中的部的电阻(导)率分布在时间上的变化作为求解目大分子化合物构成，可等效为一定阻值的电阻。细标，通过对测量目标外加驱动电压或电流，测量其边界电压或电流分布，以估计目标内

7、部电阻(导)率基金资助：国家自然科学基金资助(50337020)分布的变化。维普资讯http://www.cqvip.com2ChineseMedicalResearch&Clitfical，July，2004，Vo1．2，No．133动物组织电阻抗特性的研究该系统激励频率47KHz，激励电流从0．16～采用Solam~n1255B阻抗分析仪对生物组织电2．56mA分为16级，根据成像需要计算机可程控设阻抗频谱特性进行了基础研究。我们分别测量了置；信号检测模块差模输入阻抗>2MQ，50HzCMRR犬及兔子的血液、肝、肾、心脏、肌肉等不同组

8、织的>100dB，R、T、I<100／~V。测量数据经100次迭加阻抗频率特性，同时还研究了同一组织的阻抗特性后Sd／Mean在大信号时优于0．1％。随离体时间的变化情况。通过研究发现：不同的