[实用新型]谐振式磁感应生物电阻抗断层成像方法所采用的设备

说明书

技术领域

本实用新型属生物电阻抗成像领域，尤其涉及谐振式磁感应电阻抗测量，以及非线性图像重建的生物组织电阻抗断层成像方法所采用的设备。

背景技术

由于组织中细胞构成的种类、细胞排列的方式(如疏密程度)、细胞间质中电解质浓度以及细胞膜穿透性强弱等的不同，使得不同的生物组织、不同状态下的同一组织都呈现不同的电阻抗特性。生物电阻抗成像除了能实现类似于X射线成像、计算机断层扫描成像(CT)、核磁共振成像(MRI)、超声波成像等的功能外，还可以得到反映生物组织生理状态变化的图像，这在研究人体生理功能和疾病诊断方面具有重要的临床价值。

磁感应成像技术根据涡流检测原理，获取组织电阻(电导)率分布的成像，是医学领域的新的方法。磁感应电阻抗成像的原理是：给激励线圈通入交流电流，交流电流产生交变磁场。交变磁场在被测生物体组织中感应涡流，此涡流电场将在被测物周围空间产生极弱的二次磁场，其强弱与生物体组织中电导率的分布直接相关。所以，只要测出空间的二次磁场，再根据涡流密度与电导率的电磁关系，就能推导出生物体组织中电导率的分布情况。

目前的磁感应成像技术均采用激励线圈与检测线圈一致的设计方案，这种结构不能同时满足产生较强激励磁场，以及检测线圈高灵敏度的要求，同时由于激励线圈和检测线圈参数相同而增大了线圈之间的串扰，影响了成像结果。因此研究一种有效的磁感应信号检测和重建方法对生物电阻抗成像有重要意义。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术的不足之处而提供一种灵敏度高，成像效果理想，可用于生物电阻抗剖面分布及成像分析，还可用于生物体的床旁监护，为相关疾病的检测提供有效无损检测手段的谐振式磁感应生物电阻抗断层成像方法所采用的设备。

为达到上述目的，本实用新型谐振式磁感应生物电阻抗断层成像方法所采用的设备是这样实现的：

谐振式磁感应生物电阻抗断层成像设备，它包括激励部分、被测物承载平台、检测部分；所述激励部分包括激励源及激励线圈；所述激励源的输出端接激励线圈的输入端；所述检测部分包括检测线圈及信号处理模块；所述激励部分的激励线圈及检测部分的检测线圈置于被测物承载平台之上；所述检测线圈的输出端接信号处理模块的输入端。

作为一种优选方案，本实用新型所述信号处理模块包括A/D转换部分、电源部分、FPGA模块及中央处理部分；所述A/D转换部分的输出端口接FPGA模块的输入端口；所述FPGA模块的输出端口接中央处理部分的输入端口；

所述电源部分为A/D转换部分及FPGA模块提供电源；来自检测线圈(3)的检测信号经A/D转换部分处理后送入FPGA模块进行缓冲、存储；所述中央处理部分将采集的数据进行分析处理。

作为另一种优选方案，本实用新型所述激励源包括高频信号发生模块、运放模块、功放模块及阻抗匹配部分；所述高频信号发生模块的输出端接运放模块的输入端；所述运放模块的输出端接功放模块的输入端；所述功放模块的输出端接阻抗匹配部分的输入端。

进一步地，本实用新型所述高频信号发生模块可采用MAX038芯片；所述运放模块可采用THS3001C芯片；所述功放模块可采用AD815AYS芯片。

更进一步地，，本实用新型所述被测物承载平台还设有旋转驱动部分；所述旋转驱动部分包括单片机MCU、驱动模块、步进电机；所述驱动模块部分的端口接单片机MCU的端口；所述驱动模块的输出端接步进电机的信号输入端；所述步进电机的输出轴与被测物承载平台固定套接。

另外，本实用新型所述单片机MCU可采用AT89S51芯片；所述驱动模块可采用TA8435H芯片。

本实用新型所采用的设备灵敏度高，成像效果理想，可用于生物电阻抗剖面分布及成像分析，还可用于生物体的床旁监护，为相关疾病的检测提供一种有效的无损检测方案。

本实用新型的主要特点是利用谐振原理提高了磁感应信号的强度，对涡流场分布设计了新的非均匀单源多通道检测系统，避免了现有模型的弊端，结合信号采集系统模型及磁场分布，设计了非线性反投影重建算法，可实现生物组织模型断层的成像，根据该方法可以开发出相应的医疗仪器，可以显示相应的断层图像、分析曲线、数值等，能对各种生物组织电阻抗特性进行可视化分析。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。本实用新型的保护范围将不仅局限于下列内容的表述。

图1为本实用新型的系统结构框图；

图2为本实用新型实施的高频信号采集系统结构图；