基于磁共振測量技術(shù)的生物組織電特性成像研究.pdf

1、生物組織的電特性(電導率與介電常數(shù))反映了組織的生理、病理信息，其分布圖有助于對病變(如癌癥等)組織的早期診斷。本論文在回顧了幾種重要醫(yī)學電磁成像方法的基礎(chǔ)上，從物理原理以及實驗技術(shù)等方面論述了當前研究熱門之一的磁共振電阻抗成像技術(shù)(MREIT)，原創(chuàng)性地提出了一種僅利用單方向磁感應強度、基于自適應網(wǎng)絡(luò)模糊推理系統(tǒng)的ANFIS-MREIT算法，并在兩種典型三維頭模型上驗證了該算法的有效性和抗噪性。即使在加入噪聲或者電極位置發(fā)生偏移的情況

2、下，該算法仍然可以十分準確地對頭部組織電導率比值進行重建。通過與同類算法的結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)，對于具有多層組織、電導率各向同性且分層連續(xù)體模型的阻抗重建，該算法具有較大的優(yōu)越性。
　　 繼加拿大、韓國和土耳其的研究小組之后，我們在國內(nèi)率先開展了電流密度成像(MRCDI)實驗，利用一臺1.5T的MRI設(shè)備得到了成像模型內(nèi)部橫截面豎直方向上的電流密度分布信息，測量計算結(jié)果與實際值誤差為10.62％。論文分析了引起噪聲的若干因素，這其中包括

3、來自MRI系統(tǒng)電路的干擾信號以及成像物體翻轉(zhuǎn)過程中帶來的誤差；同時提出了抑制噪聲、提高實驗結(jié)果信噪比的若干軟硬件改進方法。
　　 磁共振電特性成像技術(shù)(MREPT)是新近提出的電磁成像方法。該技術(shù)基于射頻場成像技術(shù)(B1-mapping)，無需外加能量注入成像體，僅通過常規(guī)磁共振掃描即可實現(xiàn)，克服了MREIT技術(shù)的局限性，真正實現(xiàn)了對人體測量的非侵入性和無損傷性，因而有著很大的發(fā)展?jié)摿?。本論文分析了該技術(shù)的物理原理，克服了現(xiàn)有三

4、種MREPT重建算法的不足，原創(chuàng)性地提出了非迭代的Dual-excitation算法，并利用一系列二維及三維仿真實驗驗證了其可行性和有效性，證明了其較同類算法的優(yōu)越性。同時，率先對MREPT圖像重建過程中的諸多技術(shù)環(huán)節(jié)做了深入的理論分析。與MREIT技術(shù)不同，MREPT技術(shù)同時對組織電導率和介電常數(shù)兩者進行重建，因此可以提供比MREIT更為豐富的組織功能結(jié)構(gòu)信息。該技術(shù)同時有助于我們對高頻下衡量人體因吸收電磁波生熱的“比吸收率”進行計算