電阻抗斷層成像電極系統(tǒng)性能與評價方法研究.pdf

1、電阻抗斷層成像技術(shù)(Electrical Impedance Tomography，EIT)是當今生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)重大研究課題之一，具有功能成像，無損傷和醫(yī)學(xué)圖像監(jiān)護三大突出優(yōu)勢，是一種理想的、具有誘入應(yīng)用前景的無損傷醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。
　　 EIT電極系統(tǒng)直接與人接觸，位于系統(tǒng)的最前端，是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵部分之一。目前電阻抗斷層成像技術(shù)現(xiàn)正處于一個從實驗室研究階段向臨床應(yīng)用過渡的時期，臨床EIT直接與人體接觸，電極系統(tǒng)面臨一系列的問題

2、需要研究和改進。而電極系統(tǒng)上發(fā)生的事件，包括有用信息、噪聲、偽差、接觸阻抗、極化電壓等，都會進入后續(xù)電路被放大、傳輸，參與信號處理，影響圖像重建結(jié)果，無用信息有時甚至會淹沒有用信息，對系統(tǒng)檢測靈敏度和圖像重建質(zhì)量的影響都非常大。場域邊界移動形變造成的電極系統(tǒng)不確定性和電極排布方式也是影響成像結(jié)果的因素。根據(jù)實驗室研究和臨床研究的不同需求，研究電極特性，優(yōu)化電極系統(tǒng)性能，具有十分重要的意義。
　　 論文回顧了EIT研究歷史，分析了

3、EIT屯極系統(tǒng)目前隨亟待解決的問題。在介紹EIT成像基本原理、硬件系統(tǒng)、成像算法的基礎(chǔ)上，提出EIT圖像重建質(zhì)量的評價方法，建立了EIT成像軟硬件平臺和測試系統(tǒng)，比較了幾種重建算法的成像效果及其局限。
　　 基于強制等勢點有限元模型，研究了電極類型、電極結(jié)構(gòu)參數(shù)、電極數(shù)和激勵測量模式對成像結(jié)果的影響，提出了電極系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方案。設(shè)計了一種用于EIT實驗、參數(shù)可變的鹽水槽電極系統(tǒng)，電極片拆卸方便，結(jié)構(gòu)簡單。
　　 進行了E

4、IT電極阻抗特性研究。提出了EIT電極阻抗特性的意義和重要性。對目前EIT人體實驗通常采用的一次性心電電極進行了交直流阻抗特性測試和研究，提出了使用注意事項。
　　 針對肺功能EIT檢測時，由于電極運動和形變導(dǎo)致的圖像偽差問題，采用改進的正則化算法和基于橢圓模型成像方法，改善圖像質(zhì)量。
　　 設(shè)計了手持式平面電極系統(tǒng)，研究了平面電極陣列EIT成像方法。建立了3D有限元模型，應(yīng)用基于等勢面反投影法的改進的加權(quán)重建算法，仿真