文献综述
- 研究背景及发展情况
电阻抗断层成像技术(Electrical Impedance Tomography,EIT)是近几十年发展起来的一种新型医学成像技术。该技术通过向人体施加安全激励电流(电压)同时测量边界电压(电流),然后利用成像算法计算出目标内阻抗的分布或者变化的图像。它通过配置于人体体表的电极阵,外加一交流电流,测量其产生的电压值,重建位于电极位置平面的人体组织电特性图像。因为不同组织和器官具有不同的电特性,所以这种图像包含了解剖学信息。更重要的是某些组织和器官的电特性随其功能状态而改变。因此,EIT可望给出反映与人体病理和生理状态相应的功能性图像结果。这是其它成像技术,如CT、超声等无法与之相比的。EIT不使用核素或射线,对人体无害,可以多次测量,重复使用。[[1]]基于这个原理和思想,EIT技术可以运用到很多方面,比如工业无损检测、探伤和故障诊断等等。
- 国外研究现状:
第一幅电阻抗图像是由Henderson和Webster于1978年报告的。1983年,英国谢菲尔德大学的Barber研究组报导了一种成像新方法,称为外加电位断层图像法(APT:Applied Potential Tomography)。这是对EIT研究的一个推动。从此,人们对EIT的兴趣与日俱增。
1986年,第一次EIT专题国际会议在英国谢菲尔德大学召开。第一本全面论述EIT的参考书由Webster于1989年出版。在这几十年中,EIT技术经过了很多次发展和创新。
2007年韩国庆熙大学(Kyung Hcc Univcrsity)的Tong In Oh和Eung Jc Woo等人设计出了KHUMark1系统,该系统主要用于脑部功能成像,频率变化范围10Hz~500kHz。[[2]]
2010年,Tong In Oh和Hun Wi等人在KHUMark1系统的基础上设计出了KHUMark2系统,KHUMark2系统是完全并行的多频EIT系统,具有灵活的电极配置,采用流水线结构,最大的采集速度100scans s1,信噪比约84dB,互易误差0.5%。[[3]]
2016年德国亚琛工业大学的Susana Aguiar Santos等人,设计了一种基于FPGA的同时多频EIT系统,该系统是一个串行的16电极EIT系统,有一个电流源,一个测量电路还有多路复用等模块组成。采用FPGA作为主控制器,通过FPGA产生多频正弦激励信号,采用数字相敏解调的解调方法。[[4]]
2、国内研究现状:
我国的研究开始于20世纪80年代末,90年代初开始图像重建算法。
1992年,北京航空航天大学的一些人提出了一种适用于动态电阻抗成像技术的图像重构算法,拟牛顿和加权牛顿-拉普森法。[[5]]
