电阻抗断层成像数据采集系统的设计与研究

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目前CT和MRI是作为诊断水肿和血肿的主要手段,水肿,血肿病人的病情发展很快,然而CT和MRI造价昂贵,体积庞大,不可能频繁的用CT和 MRI来监测病人的病情,所以有必要研制32通道的电阻抗断层成像(EIT)系统来监测血肿水肿的演变过程。32通道电阻抗断层成像系统基于的是“异物扰动”原理。如果对病人大脑注入一个小的恒定的交变电流,就会在大脑内部形成一个电场,并且会在大脑表面引起电位分布。如果对病人大脑注入此电流,由于病人大脑内部的血肿和水肿改变大脑内部的组织结构,也就改变了的大脑内部的电场和大脑表面的电位分布。将一个小的交变电流从大脑不同的方向注入,就会在大脑表面产生不同的电位分布,通过检测大脑表面的电位分布,用计算机来对这些分布的电位进行分析、计算、定位和重建水肿血肿的图像。本文主要是介绍32通道电阻抗断层成像系统的构成和它的工作原理。32通道电阻抗断层成像系统由4个部分组成:第一部分是正弦波恒流源,用来产生注入大脑的激励电流;第二部分是电位信号的提取与转换,用来提取当激励电流注入时,在大脑表面形成的电位分布信号;第三部分是数据采集与控制系统,用来控制激励电流的频率,注入方向,注入强度,控制采集大脑表面的电位分布信号,并且将这些采集的电位分布数据传到PC机;第四部分是计算机EIT成像软件,用来接收下位机的电位分布数据,并且对这些数据进行分析计算,重建电阻抗图像。根据这些计算机成像的结果,就可以比较容易的知道水肿,血肿的变化过程,并且有助于医生对症下药。32通道的电阻抗断层成像系统优于CT与MRI主要是它可以连续检测水肿与血肿的变化,并且可以非常方便而迅速的诊断出水肿与血肿。通过在实验室里大量的实验表明,32通道的电阻抗断层成像系统的确可以显示出很好的图像。根据该图像,可以非常容易的区分不同电导率的物体。如果硬件系统的测量精度和速度进一步的提高后,在将来它是可以作为一种无创的实时监测水肿和血肿的理想监护仪。
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