Sciosespec生物斷層成像設備介紹

正文

Sciosespec生物斷層成像設備介紹

一、引言

近年來生物醫學成像技術得到長足發展。其中，電阻抗斷層成像(Electrical Impedance Tomography, EIT)是一種新穎的生物成像技術，基本原理是通過給生物組織施加安全電流（小於(yu) 5mA），在生物組織內(nei) 形成電流場，測量物體(ti) 表麵的電壓，分析電磁場在體(ti) 內(nei) 的響應，zui後重構物體(ti) 內(nei) 部的電導率分布圖像。

EIT技術自誕生以來，便被視為(wei) 臨(lin) 床醫學中重要的輔助成像工具，尤其是在的生物的監測中，該技術目前已經發展到了與(yu) 臨(lin) 床国产成人在线观看免费网站十分接近的階段。EIT的無創、無輻射、便攜、可進行功能性成像等優(you) 點使其廣泛国产成人在线观看免费网站於(yu) 醫學、地質勘探等成像領域。近期，國內(nei) 外很多大型研究機構已經將EIT技術国产成人在线观看免费网站於(yu) 監測呼吸機誘發或伴隨機械損傷(shang) 的相關(guan) 研究中。因此，利用 EIT技術在生物組織的相關(guan) 研究中變得尤為(wei) 重要。而且，在與(yu) X-CT、核磁共振成像、超聲波成像的對比中，EIT成像成本低廉、操作簡單以及對人體(ti) 幾乎沒有損失，得到了眾(zhong) 多研究者的青睞。

成像技術	成像特點	清晰度	成本	簡易性	人體損傷性
X-CT	解剖成像	清晰	昂貴	複雜	損傷
核磁共振成像	解剖成像與功能性成像	清晰	昂貴	複雜	損傷
超聲波成像	解剖成像與功能性成像	清晰	適中	簡便	輕微
EIT	功能性成像	模糊	低廉	便捷	輕微

表 1-1 對各種醫學成像技術進行對比

二、EIT 係統的組成

EIT 係統主要由硬件平台以及軟件成像算法構成，硬件平台主要負責數據測量，在正弦信號的激勵下，從(cong) 表麵獲取信號並解調出能反應生物組織電導率分布的數值，後期在軟件重構成像算法中得到圖像。

圖1-1 EIT的簡要測量模型

上海昊量光電設備有限国产黄色在线观看代理的德國Sciosespec国产黄色在线观看的EIT設備，為(wei) 國內(nei) 外科研院所提供了多種類型的設備，包括單通道、多通道的EIS設備和不同電極的EIT設備。我們(men) 的EIT設備的特點如下：我們(men) 的EIT設備以16電極為(wei) 主，可以實現32、64、128以及256電極的測試，且是獨立通道。測試時間快，實時傳(chuan) 輸幀率z高可達100fps，精度達到±100ppm。設備測試範圍在100Hz 到1MHz，測試精度可以達到±100ppm (at 25°C)，電流範圍可以控製在100nA到10mA，控製精度達到2.81μA。此EIT設備還有醫療級IsoIOport隔離同步模塊，醫療級隔離IO接口，醫療級電源和醫療級等各種隔離保護的能力，來保障使用者安全使用。

設備詳細參數如下：

激勵和測試頻率

頻率範圍	100Hz 到1MHz
分辨率	40µHz @ 10kHz 2mHz @ 10kHz < f <500kHz 220mHz @ f>500kH
絕對精度	±100ppm (at 25°C)
溫漂	±10ppm
長期穩定性	±5ppm first year

激勵電流

電流範圍	100nA到10mA
分辨率	2.81μA
z大連續輸出電流	50mA
規範電壓	±11V

測量時間

幀率	0.1-100fps
絕對時間精度	±100ppm
幀到幀抖動	±200ns

頻率掃描設置

掃描類型	線性，對數，列表
掃描點	1-128

注入/激勵模式掃描設置

模式數量	1-256
注入切換延遲	600μs（默認）

表 1-2  

三、EIT的使用方法展示

圖1 設備前後麵板，測試通道16*2

圖2 實驗過程，水缸以及插在水缸上的16個電極，可以支持32個通道

圖2為(wei) 現場測試，在我們(men) 連接好設備，打開軟件，做好校準後，就可以用Sciosespec設備來測試生物的電阻抗，結果會(hui) 以成像的形式展現給我們(men) ，從(cong) 而更直觀的將生物體(ti) 內(nei) 與(yu) 電阻抗有關(guan) 的特性（比如說病變）體(ti) 現出來。以下展示利用EIT設備測試不同物體(ti) 的表現。

圖3 實驗數據界麵展示

圖4 在水缸中測量橘子實時阻抗圖像展示

紅色的部分勾勒出物體(ti) 的大致形態，且紅色部分會(hui) 隨著物體(ti) 的變化而不斷移動位置，這個(ge) 變化的快慢取決(jue) 於(yu) 采集圖像幀的速度。設備的通道數越多，成像的清晰度就會(hui) 越高。

圖5 特別設計的EIT芯片，用於(yu) 微流控測試

 

圖6 利用EIT芯片測試物體(ti) 實時圖像

四、總結

電阻抗斷層成像技術相對其它的成像技術，具有自身的優(you) 勢。在未來的生物成像領域研究中定會(hui) 發揮巨大的作用。Sciosespec国产黄色在线观看提供商用化的EIT設備，設備性能優(you) 越，是研究者提供實驗的高效武器，同時設備類型多種多樣，針對不同客戶的需求提供OEM定製品。上海昊量光電作為(wei) Sciosespec在中國的du家代理，願為(wei) 科研工作者提供優(you) 質的服務。

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