改進(jìn)型BMIT激勵(lì)源設(shè)計(jì)及水腫腦組織電導(dǎo)率和介電常數(shù)測(cè)量.pdf

1、腦磁感應(yīng)斷層成像(BrainMagneticInductionTomography,BMIT)技術(shù)，是一種新型的非接觸式功能性成像技術(shù)。它利用磁感應(yīng)檢測(cè)原理，測(cè)量生物組織電導(dǎo)率分布，從而對(duì)生物組織電導(dǎo)率分布進(jìn)行重構(gòu)并成像。由于它具有無創(chuàng)、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，適用于臨床對(duì)腦水腫等病變進(jìn)行連續(xù)監(jiān)護(hù)。
　　當(dāng)前在臨床上腦水腫可能由各種病因引起，比較常見的有高血壓、腦腫瘤、腦外傷等。出現(xiàn)腦水腫時(shí)需要對(duì)病人進(jìn)行連續(xù)、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的成像監(jiān)護(hù)，以便于及

2、時(shí)的診斷和救治。BMIT對(duì)于以上問題有著明顯的優(yōu)勢(shì)和潛在的應(yīng)用前景，但是過長(zhǎng)過多的電磁暴露本身會(huì)對(duì)人體造成一定程度的傷害，而關(guān)于相關(guān)激勵(lì)源研究沒有詳細(xì)的報(bào)道，所以滿足人體在電磁暴露環(huán)境下安全標(biāo)準(zhǔn)的BMIT激勵(lì)源對(duì)于臨床應(yīng)用具有十分重要的意義。
　　同時(shí)，獲得水腫腦組織與正常腦組織的電導(dǎo)率和介電常數(shù)對(duì)BMIT的臨床實(shí)現(xiàn)具有重要意義。測(cè)量水腫腦組織與正常腦組織的電導(dǎo)率和介電常數(shù)，不但能夠?yàn)锽MIT的理論模型提參考數(shù)據(jù)，而且能夠?yàn)锽MI

3、T系統(tǒng)被測(cè)目標(biāo)實(shí)際相位差測(cè)量結(jié)果提供參考依據(jù)。
　　本研究設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了滿足人體在電磁暴露環(huán)境下的安全標(biāo)準(zhǔn)的BMIT激勵(lì)源，產(chǎn)生了滿足安全標(biāo)準(zhǔn)的激勵(lì)磁場(chǎng)。另外，對(duì)水腫和正常腦組織的電導(dǎo)率和介電常數(shù)分別進(jìn)行了測(cè)量。具體工作內(nèi)容如下：
　　1.針對(duì)人體在電磁環(huán)境下暴露的安全問題，依據(jù)美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,IEEE)電磁暴露安全標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了

4、三種激勵(lì)線圈，矩形聚焦線圈、圓形聚焦線圈、螺線管線圈和相應(yīng)的激勵(lì)電路；
　　2.通過測(cè)量激勵(lì)線圈的電感值，在全磁通一定的情況下，校正激勵(lì)電流以滿足安全性標(biāo)準(zhǔn)。利用法拉第電磁感應(yīng)定律，測(cè)量激勵(lì)源產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，確保滿足人體在電磁暴露環(huán)境下的安全標(biāo)準(zhǔn)；
　　3.通過配制電導(dǎo)率為0.5S/m和1.5S/m的氯化鈉溶液，在改進(jìn)型BMIT激勵(lì)源的作用下，對(duì)其產(chǎn)生的相位差進(jìn)行測(cè)量，表明激勵(lì)源在滿足人體在電磁暴露環(huán)境下的安全標(biāo)準(zhǔn)

5、后，可以有效地測(cè)量出被測(cè)目標(biāo)產(chǎn)生的相位差；
　　4.通過對(duì)家兔頸部淋巴回流阻斷，建立淋巴滯留型腦水腫模型，然后將水腫腦組織和正常腦組織進(jìn)行電導(dǎo)率和介電常數(shù)的測(cè)量，得到了相應(yīng)的頻譜。為BMIT系統(tǒng)早日應(yīng)用于臨床打下了基礎(chǔ)。
　　研究結(jié)果表明：
　　1.利用人體在電磁暴露環(huán)境下的安全標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的改進(jìn)型BMIT激勵(lì)源能夠產(chǎn)生滿足此標(biāo)準(zhǔn)的磁場(chǎng)，以圓形聚焦線圈為例，在200KHz、1MHz、10MHz三個(gè)頻率下，產(chǎn)生的磁感

6、應(yīng)強(qiáng)度最大分別為0.189T、0.057T和0.0054T，符合我們的設(shè)計(jì)要求。兩外兩種激勵(lì)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)的感應(yīng)強(qiáng)度也同樣滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；
　　2.氯化鈉溶液實(shí)驗(yàn)表明，本研究設(shè)計(jì)的激勵(lì)源在滿足人體在電磁暴露安全標(biāo)準(zhǔn)的前提下，可以測(cè)量出被測(cè)目標(biāo)產(chǎn)生的相位差，隨著頻率、電導(dǎo)率的升高，相位差逐漸增加；
　　3.腦組織發(fā)生水腫以后，其電導(dǎo)率和介電常數(shù)發(fā)生改變，具體表現(xiàn)為，電導(dǎo)率較正常腦組織增加，介電常數(shù)較正常腦組織減小。
　　本