Sciospec生物斷層成像設備介紹

一、引言

近年來(lái)生物醫學(xué)成像技術(shù)得到長(cháng)足發(fā)展。其中，電阻抗斷層成像(Electrical Impedance Tomography, EIT)是一種新穎的生物成像技術(shù)，基本原理是通過(guò)給生物組織施加安全電流（小于 5mA），在生物組織內形成電流場(chǎng)，測量物體表面的電壓，分析電磁場(chǎng)在體內的響應，最后重構物體內部的電導率分布圖像。

EIT技術(shù)自誕生以來(lái)，便被視為臨床醫學(xué)中重要的輔助成像工具，尤其是在的生物的監測中，該技術(shù)目前已經(jīng)發(fā)展到了與臨床應用十分接近的階段。EIT的無(wú)創(chuàng )、無(wú)輻she、便攜、可進(jìn)行功能性成像等優(yōu)點(diǎn)使其廣泛應用于醫學(xué)、地質(zhì)勘探等成像領(lǐng)域。近期，國內外很多大型研究機構已經(jīng)將EIT技術(shù)應用于監測呼吸ji誘發(fā)或伴隨機械損傷的相關(guān)研究中。因此，利用 EIT技術(shù)在生物組織的相關(guān)研究中變得尤為重要。而且，在與X-CT、核磁共振成像、超聲波成像的對比中，EIT成像成本低廉、操作簡(jiǎn)單以及對人體幾乎沒(méi)有損失，得到了眾多研究者的青睞。

表 1-1 對各種醫學(xué)成像技術(shù)進(jìn)行對比

二、EIT 系統的組成

EIT 系統主要由硬件平臺以及軟件成像算法構成，硬件平臺主要負責數據測量，在正弦信號的激勵下，從表面獲取信號并解調出能反應生物組織電導率分布的數值，后期在軟件重構成像算法中得到圖像。

圖1-1 EIT的簡(jiǎn)要測量模型

上海昊量光電設備有限公司代理的德國Sciospec公司的EIT設備，為國內外科研院所提供了多種類(lèi)型的設備，包括單通道、多通道的EIS設備和不同電極的EIT設備。我們的EIT設備的特點(diǎn)如下：我們的EIT設備以16電極為主，可以實(shí)現32、64、128以及256電極的測試，且是獨立通道。測試時(shí)間快，實(shí)時(shí)傳輸幀率最高可達100fps，精度達到±100ppm。設備測試范圍在100Hz 到1MHz，測試精度可以達到±100ppm (at 25°C)，電流范圍可以控制在100nA到10mA，控制精度達到2.81μA。此EIT設備還有醫療級IsoIOport隔離同步模塊，醫療級隔離IO接口，醫療級電源和醫療級等各種隔離保護的能力，來(lái)保障使用者安全使用。

設備詳細參數如下：

激勵和測試頻率

激勵電流

測量時(shí)間

頻率掃描設置

注入/激勵模式掃描設置

表 1-2

三、EIT的使用方法展示

圖1 設備前后面板，測試通道16*2

圖2 實(shí)驗過(guò)程，水缸以及插在水缸上的16個(gè)電極，可以支持32個(gè)通道

圖2為現場(chǎng)測試，在我們連接好設備，打開(kāi)軟件，做好校準后，就可以用Sciospec設備來(lái)測試生物的電阻抗，結果會(huì )以成像的形式展現給我們，從而更直觀(guān)的將生物體內與電阻抗有關(guān)的特性（比如說(shuō)病變）體現出來(lái)。以下展示利用EIT設備測試不同物體的表現。

圖3 實(shí)驗數據界面展示

圖4 在水缸中測量橘子實(shí)時(shí)阻抗圖像展示

紅色的部分勾勒出物體的大致形態(tài)，且紅色部分會(huì )隨著(zhù)物體的變化而不斷移動(dòng)位置，這個(gè)變化的快慢取決于采集圖像幀的速度。設備的通道數越多，成像的清晰度就會(huì )越高。

圖5 特別設計的EIT芯片，用于微流控測試

圖6 利用EIT芯片測試物體實(shí)時(shí)圖像

四、總結

電阻抗斷層成像技術(shù)相對其它的成像技術(shù)，具有自身的優(yōu)勢。在未來(lái)的生物成像領(lǐng)域研究中定會(huì )發(fā)揮巨大的作用。Sciospec公司提供商用化的EIT設備，設備性能*，是研究者提供實(shí)驗的高效武qi，同時(shí)設備類(lèi)型多種多樣，針對不同客戶(hù)的需求提供OEM定制品。上海昊量光電作為Sciospec在中國的代理，愿為科研工作者提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

您可以通過(guò)我們昊量光電的網(wǎng)站了解更多的產(chǎn)品信息，我們將竭誠為您服務(wù)。