[发明专利]电阻抗断层扫描设备

说明书

技术领域

本发明涉及提供表示患者身体一部分的内部的图像，更特别地涉及通过测量置于皮肤上的电极之间的电阻抗的手段获得的上述图像。

背景技术

术语“断层扫描”用于定义提供身体内部在预定平面上的图像的方法。使用X射线、磁共振、正电子发射、超声以及电阻抗测量是用于提供这些图像的最广为人知的方法。后者提供的优点除了非侵入之外，其还不会产生任何类型的潜在有害刺激，例如伴随X射线或强磁场发生的(潜在有害刺激)。而且，相比于这些后者，其使用基本上成本更低的设备，并能用于不间断地监视患者的状况(这时前面提到的设备而言是不可能的)。

电阻抗断层扫描的原理创立于二十世纪七十年代末至八十年代初，1986年公开的题为“断层扫描”的引用文献No.US 4,617,939可能是在该领域的开拓性的专利之一。根据在该引用文献中的描述，使用的方法包括：与患者皮肤接触地以规律间隔地放置多个电极，通过在相邻电极时之间施加3V的电压而在体内感应50kHz和4mA的电流，以及测量其余相邻电极对之间的电压。在描述的实施例中，使用了16个电极，得到了总计1456个电压值。采用对出现在电极平面中的阻抗提供二维表达的算法对这些测量结果进行分析。

文献No.US 4,920,490和No.US 5,381,333描述了同时对多个电极施加电流，其中相对于用作参考的单个接地电极测量电极电压。

文献No.US 4,272,624描述了同时对多个电极施加电流，其中相对于用作参考的单个接地电极测量电极电压。

由P.Hua，J.G.Webster，W.J.Tompkins在1987年第九届IEEE医药与生物工程年度会议上发表的题为“Effect of the measurement method on noisehandling and image quality of EIT imaging”的论文描述了使用电极对施加电流，对于所有其余的相邻电极对的所获得的电压进行连续测量，并提及了可将电流施加在两个完全相反的电极之间的效果。

E.J.Woo等人为作者的、发表在IEEE生物医学工程学报第39卷第7号上的、题为“使Measuring Lung Resistivity Using Electrical ImpedanceTomography”的论文描述了使用最佳模式的电流应用，测量相对于共同参考的结果限制电压。

由P.Hua等人在IEEE生物医学工程学报第40卷第4号发表的题为“FiniteElement Modeling of Electrode-Skin Contact Impedance in Electrical ImpedanceTomography”的文章描述了对相邻的电极施加电流，测量相对于共同的参考电极的结果电压的方法。

由N.J.Avis和D.C.Barber在期刊《Physiological Measurement》1994年第15卷中发表的论文“Image reconstruction using non-adjacent driveconfigurations”描述了一种方法，其中电极之间的电流被施加在相邻、交叉和极性的结构中，并测量不承载电流的相邻电极对之间的电压。

在于2005年8月16日公开的题为“Equipamento para realizar tomografia de  elétrica”(执行电阻抗断层扫描的设备)的巴西专利申请No.PI 0306103-5中，根据作者描述了一种旨在提高高达每秒200副图像的复杂系统。为此，对每个输入频道使用了专用电压测量单元，每个单元包括具有至少16比特分辨率的A/D转换器，能执行每秒500万次测量并使用通信网络以80Mb/s的速度传递数据，其中在每个激励处同时执行电极的电压测量。所述激励可以存在于任意形状的波中，该波由处理器生成且由D/A转换器处理，其后跟随有可编程衰减器和互补放大器用于生成双极电流信号。该文献提供了从10kHz到2.5MHz范围内的信号的使用。耦合在放大器输出处的测量装置提供了通过处理器反馈的信号，并调节衰减器以在输出处提供预期的电流。馈送双极激发信号给两个多路复用器，所述多路复用器以编程方式将电流馈送给应用于患者的终端，该编程允许将激发的电流施加在邻近或相对的终端，在执行断层扫描的过程中连续地移动其位置。