Sciospec生物斷層成像設(shè)備介紹

正文

Sciospec生物斷層成像設(shè)備介紹

一晋控、引言

近年來生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)得到長足發(fā)展汞窗。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(shù)赡译，基本原理是通過給生物組織施加安全電流（小于 5mA）仲吏，在生物組織內(nèi)形成電流場，測量物體表面的電壓，分析電磁場在體內(nèi)的響應(yīng)裹唆，zui后重構(gòu)物體內(nèi)部的電導(dǎo)率分布圖像誓斥。

EIT技術(shù)自誕生以來，便被視為臨床醫(yī)學(xué)中重要的輔助成像工具许帐，尤其是在的生物的監(jiān)測中劳坑，該技術(shù)目前已經(jīng)發(fā)展到了與臨床應(yīng)用十分接近的階段。EIT的無創(chuàng)舞吭、無輻射泡垃、便攜、可進(jìn)行功能性成像等優(yōu)點使其廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)羡鸥、地質(zhì)勘探等成像領(lǐng)域蔑穴。近期，國內(nèi)外很多大型研究機構(gòu)已經(jīng)將EIT技術(shù)應(yīng)用于監(jiān)測呼吸機誘發(fā)或伴隨機械損傷的相關(guān)研究中惧浴。因此存和，利用 EIT技術(shù)在生物組織的相關(guān)研究中變得尤為重要。而且衷旅，在與X-CT捐腿、核磁共振成像、超聲波成像的對比中柿顶，EIT成像成本低廉茄袖、操作簡單以及對人體幾乎沒有損失，得到了眾多研究者的青睞嘁锯。

成像技術(shù)	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	復(fù)雜	損傷
核磁共振成像	解剖成像與功能性成像	清晰	昂貴	復(fù)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(yī)學(xué)成像技術(shù)進(jìn)行對比

二宪祥、EIT 系統(tǒng)的組成

EIT 系統(tǒng)主要由硬件平臺以及軟件成像算法構(gòu)成，硬件平臺主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)測量家乘，在正弦信號的激勵下蝗羊，從表面獲取信號并解調(diào)出能反應(yīng)生物組織電導(dǎo)率分布的數(shù)值，后期在軟件重構(gòu)成像算法中得到圖像仁锯。

圖1-1 EIT的簡要測量模型

上海昊量光電設(shè)備有限公司代理的德國Sciospec公司的EIT設(shè)備耀找，為國內(nèi)外科研院所提供了多種類型的設(shè)備，包括單通道业崖、多通道的EIS設(shè)備和不同電極的EIT設(shè)備野芒。我們的EIT設(shè)備的特點如下：我們的EIT設(shè)備以16電極為主，可以實現(xiàn)32腻要、64复罐、128以及256電極的測試，且是獨立通道雄家。測試時間快，實時傳輸幀率z高可達(dá)100fps，精度達(dá)到±100ppm趟济。設(shè)備測試范圍在100Hz 到1MHz乱投，測試精度可以達(dá)到±100ppm (at 25°C)，電流范圍可以控制在100nA到10mA顷编，控制精度達(dá)到2.81μA戚炫。此EIT設(shè)備還有醫(yī)療級IsoIOport隔離同步模塊，醫(yī)療級隔離IO接口媳纬，醫(yī)療級電源和醫(yī)療級等各種隔離保護(hù)的能力双肤，來保障使用者安全使用。

設(shè)備詳細(xì)參數(shù)如下：

激勵和測試頻率

頻率范圍	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(wěn)定性	±5ppm first year

激勵電流

電流范圍	100nA到10mA
分辨率	2.81μA
z大連續(xù)輸出電流	50mA
規(guī)范電壓	±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(shè)置

掃描類型	線性钮惠，對數(shù)茅糜，列表
掃描點	1-128

注入/激勵模式掃描設(shè)置

模式數(shù)量	1-256
注入切換延遲	600μs（默認(rèn)）

表 1-2  

三、EIT的使用方法展示

圖1 設(shè)備前后面板素挽，測試通道16*2

圖2 實驗過程蔑赘，水缸以及插在水缸上的16個電極，可以支持32個通道

圖2為現(xiàn)場測試预明，在我們連接好設(shè)備缩赛，打開軟件，做好校準(zhǔn)后撰糠，就可以用Sciospec設(shè)備來測試生物的電阻抗酥馍，結(jié)果會以成像的形式展現(xiàn)給我們，從而更直觀的將生物體內(nèi)與電阻抗有關(guān)的特性（比如說病變）體現(xiàn)出來阅酪。以下展示利用EIT設(shè)備測試不同物體的表現(xiàn)旨袒。

圖3 實驗數(shù)據(jù)界面展示

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的大致形態(tài)，且紅色部分會隨著物體的變化而不斷移動位置遮斥，這個變化的快慢取決于采集圖像幀的速度峦失。設(shè)備的通道數(shù)越多，成像的清晰度就會越高术吗。

圖5 特別設(shè)計的EIT芯片尉辑，用于微流控測試

 

圖6 利用EIT芯片測試物體實時圖像

四、總結(jié)

電阻抗斷層成像技術(shù)相對其它的成像技術(shù)较屿，具有自身的優(yōu)勢隧魄。在未來的生物成像領(lǐng)域研究中定會發(fā)揮巨大的作用。Sciospec公司提供商用化的EIT設(shè)備隘蝎，設(shè)備性能優(yōu)越购啄，是研究者提供實驗的高效武器，同時設(shè)備類型多種多樣嘱么，針對不同客戶的需求提供OEM定制品狮含。上海昊量光電作為Sciospec在中國的du家代理，愿為科研工作者提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

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