[发明专利]模拟肺部呼吸的电阻网络、装置和方法

说明书

本发明实施例公开了一种模拟肺部呼吸的电阻网络、装置和方法。其中，模拟肺部呼吸的电阻网络，包括：电接口；固定电阻网络，与电接口电连接，用于模拟胸腔和肺间组织中的至少一项；可变电阻网络，与固定电阻网络电连接，并被固定电阻网络包围，用于模拟肺实质，从而对胸腔和肺间组织中的至少一项和肺实质分别建模，用简单、高效的结构模拟肺部呼吸。

技术领域

本发明涉及医学成像领域，具体涉及模拟肺部呼吸的电阻网络、装置和方法。

背景技术

电阻抗断层成像(Electrical Impedance Tomography，EIT)技术基于不同的生物组织具有不同的电阻抗特性，以及同一组织在不同的生理、病理状态下的电阻抗特性也会不同的生物物理基础进行成像，可以反映组织的生理病理状态。肺部的电阻抗随着呼吸过程会发生周期性变化，故电阻抗成像技术在探索人体肺功能方面具有良好的应用前景。

高精度的数据采集系统和可靠的图像重构算法是肺部EIT研究的关键。为了校准、定标数据采集系统和优化图像重构算法，需要能够模拟肺部呼吸状态的精准成像模型。尽管现有的EIT成像模型可以对肺部的电阻抗特性进行静态建模，但是无法对呼吸过程中的肺部的电阻抗特性进行动态建模，以模拟呼吸过程中的肺部的连续性阻抗变化。

除了校准、定标数据采集系统和优化图像重构算法外，肺部电阻抗特性的动态建模还可以用于多种其它场景，例如临床教学等。

发明内容

为了解决相关技术中的问题，本发明实施例提供了一种模拟肺部呼吸的电阻网络、装置和方法。

第一方面，本发明实施例中提供了一种模拟肺部呼吸的电阻网络，包括：

电接口；

固定电阻网络，与所述电接口电连接，用于模拟胸腔和肺间组织中的至少一项；

可变电阻网络，与所述固定电阻网络电连接，并被所述固定电阻网络包围，用于模拟肺实质。

结合第一方面，本发明在第一方面的第一种实现方式中，

所述固定电阻网络采用二维矩阵结构；和/或

所述可变电阻网络采用二维矩阵结构。

结合第一方面的第一种实现方式，本发明在第一方面的第二种实现方式中，

所述可变电阻网络包括：第一可变电阻网络，第二可变电阻网络，所述第一可变电阻网络和所述第二可变电阻网络用于模拟左肺和右肺；或

所述可变电阻网络是整体的第一可变电阻网络，用于模拟左肺或右肺。

结合第一方面的第一种实现方式，本发明在第一方面的第三种实现方式中，

所述固定电阻网络中采用至少16个固定电阻；和/或

所述固定电阻网络中的固定电阻的阻抗为1欧姆至10千欧姆；和/或

所述可变电阻网络中采用至少2个可变电阻；和/或

所述可变电阻网络中的可变电阻的阻抗为1欧姆至100千欧姆。

结合第一方面的第三种实现方式，本发明在第一方面的第四种实现方式中，

所述固定电阻网络中采用136个固定电阻；和/或

所述固定电阻网络中的固定电阻的阻抗为200欧姆；和/或

所述可变电阻网络中采用24个可变电阻；和/或

所述可变电阻网络中的可变电阻的阻抗为4.68欧姆至1.2千欧姆。

第二方面，本发明实施例中提供了一种模拟肺部呼吸的装置，其特征在于，包括：