基于电阻抗成像的肺功能数据采集系统

在定解区域建立疏密不均匀网格 ,形成相应的 有限元离散方程 。利用多重网格算法 ,首先对细网 格利用迭代法 ,消去残量中的高频成分 ,然后将残量 中的低频成分转移到粗网格上进行校正 ,经过多次 循环后 ,获得满足精度要求的解[14] 。
为精确求解正问题 ,对均匀剖分网格所生成的 一组解中 ,选择后验误差较大的单元进行再细分 。
5期
陈晓艳等 :人体肺功能生物电阻抗成像技术
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图 2 自适应多重网格剖分图 Fig. 2 Adaptive multigrid refinement
EIT 的图像重建过程 ,实质上是利用边界测量 数据求解物体内部电导率分布函数σ[15] 。求解过程
是灵敏度矩阵或雅克比矩阵的非线性算子的求逆过
பைடு நூலகம்
Abstract: A new image reconstructed algorithm was presented for the medical electrical impedance tomography (EIT) . First the adaptive multi2grid algorithm was employed by which the sequence of computational grids was successively refined through the posterior error and the adaptive grids refinement , the lung ventilation was imaged considering the field as circle. Then the sensitivity matrix was solved by commercial simulation software COMSOL considering the structure and resistivity of lung , the prior information was adopted to reconstruct the lung conductivity distribution. On the lung ventilation imaging system , two steps were available to reconstruct the functional respiration process image in real2time. The images indicated that a higher accuracy solution of the forward equation and the higher spatial resolution of images could be achieved.

2010年第29卷第9期传感器与微系统（Transducer and Microsystem Technologies）128电极电阻抗断层成像数据采集系统设计赵立平，陈香才（郑州大学物理工程学院，河南郑州450001）摘要：以实现旋转电极法电阻抗断层成像数据采集自动化为目的，设计开发了一种基于NIOS II处理器、拥有128个电极的旋转电极法电阻抗断层成像数据采集系统。

进行了数据采集实验，在PC机上获得了采集结果，验证了系统的可靠性。

关键词：电阻抗断层成像；旋转电极；NIOS II处理器中图分类号：R318文献标识码：A文章编号：1000—9787（2010）09—0083—03Design of electrical impedance tomography data acquisitionsystem based on128electrodesZHAO Li-ping，CHEN Xiang-cai（School of Physical Engineering，Zhengzhou University，Zhengzhou450001，China）Abstract：In order to achieve the purpose of automation of data acquisition of rotating electrode electricalimpedance tomography，the128electrodes rotating electrode electrical impedance tomography data acquisitionsystem based on NIOS II processor is designed．Data acquisition experiment is carried out and the results iscollected on the computer，the reliability of the design is verified．Key words：electrical impedance tomography（EIT）；rotating electrode；NIOS II processor0引言电阻抗断层成像（electrical impedance tomography，EIT）是生物电阻抗成像技术中的一种，是新一代更为有效的无损伤功能成像技术，是当今医学成像领域的重要研究课题之一。

ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｏ ｇ ｏ ｎ ａ ｌ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｄ ｅ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｓ ｕ ｂ ｓ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｔ ｌ ｙ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｔ ｏ ａ ｃ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ
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【 关 键 词】 多频 电 阻抗 成 像 数 据 采 集 系统 ； 幅频 ； 相频； 校 准 方 法 『 中国 图 书 资 料 分 类 号】 Ｒ ３ １ ８ ； Ｒ ３ １ ２ ［ 文献 标 志码 】 Ａ

现代电子技术Modern Electronics TechniqueDec. 2023Vol. 46 No. 242023年12月15日第46卷第24期0 引 言随着我国经济的发展，木材的消耗量逐渐增加，需求量也日益增长。

根据中国森林资源清查数据官网显示，2018年第九次全国森林覆盖率只达到了22.96%，木材利用率平均只有65%左右，但一些发达国家能达到80%的利用率[1]，从数据中可以看出木材资源在我国仍然比较贫乏[2]。

由于树木在生长过程中会出现腐朽、空洞等不良情况，若砍伐后才发现则浪费更多的资源。

虽然树木具有天然再生的特性，但更新周期较长，人工种植的树木从种植到成材使用需要很长时间，天然树木生长周期比人工种植要更久一些。

因此，如何提高木材的利用率成为了人们的研究重点。

常见的活立木无损检测方法[3]有：目测法[4‐5]、应力波法[6]、超声波法[7]、X 射线法[8]等。

超声波法在检测时需要将树皮剥去，容易造成树木被感染；应力波法在识别细微缺陷时精度较低；DOI ：10.16652/j.issn.1004‐373x.2023.24.011引用格式：左瑞雪，韩仲鑫.基于电阻抗成像的立木无损检测系统[J].现代电子技术，2023，46（24）：61‐66.基于电阻抗成像的立木无损检测系统左瑞雪， 韩仲鑫（南京邮电大学 自动化学院、人工智能学院， 江苏 南京 210023）摘 要： 为及时监测树木内部结构状态，提出一种基于电阻抗成像理论的活立木无损检测方法，设计一种16电极的数据采集系统。

该系统以LabVIEW 程序控制数据采集卡为核心，使用NI 公司的USB‐6361数据采集卡产生正弦交流电压信号，再将其输入压控电流源电路转换为电流激励信号。

激励信号循环注入到立木表面的16个电极中，按照相邻激励‐相邻测量的方式采集立木边界电压。

然后，利用仪器仪表放大电路、可编程增益二级放大电路、高通滤波电路对采集的信号进行处理，以达到放大和滤波的目的。

肺部电阻抗成像系统
王化祥;王春艳
【期刊名称】《医疗卫生装备》
【年(卷),期】2006(027)004
【摘要】肺功能的连续监测对临床肺疾病患者的及时治疗十分重要.文中讨论了肺部电阻抗成像(EIT)的硬件系统,针对人体肺部仿真模型,利用Landweber预迭代算法进行图像重建研究.和线性反投影相比,结果表明,Landweber预迭代算法可削弱拖尾现象,提高图像质量,且重建过程分为离线预迭代和在线一步成像,提高了实时成像速度.
【总页数】2页(P3-4)
【作者】王化祥;王春艳
【作者单位】天津大学电气与自动化学院,天津市,300072;天津大学电气与自动化学院,天津市,300072
【正文语种】中文
【中图分类】TH77
【相关文献】
1.基于先验信息的肺部电阻抗成像算法 [J], 范文茹;王化祥;马雪翠
2.基于肺部先验知识的电阻抗成像重构算法 [J], 王化祥;汪婧;胡理;李璐
3.基于电阻抗成像的土壤测控系统 [J], 孙国中;孙强
4.面向手势识别的电阻抗成像系统开发 [J], 姚佳烽;李比古;陈怀瑾
5.基于总变差正则化算法的三维肺部呼吸过程电阻抗成像方法 [J], 王琦;陆纪璇;李秀艳;段晓杰
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在定解区域建立疏密不均匀网格 ,形成相应的 有限元离散方程 。利用多重网格算法 ,首先对细网 格利用迭代法 ,消去残量中的高频成分 ,然后将残量 中的低频成分转移到粗网格上进行校正 ,经过多次 循环后 ,获得满足精度要求的解[14] 。
为精确求解正问题 ,对均匀剖分网格所生成的 一组解中 ,选择后验误差较大的单元进行再细分 。
格法的混合算法 ,提高了正问题解的精确度及计算 效率 。
图 1 V 循环多重网格 Fig. 1 V cycle multigrid algorithm
基于自适应的多重网格法剖分 ,在第三次加密 剖分 时 得 到 957 个 节 点 和 1868 个 单 元 , 如 图 2 所示 。 112 正则化的高斯2牛顿法
Key words :medical electrical impedance tomography ( EIT) ; inverse problem ; image reconstruct ; lung functional imaging ; prior information 中图分类号 R318 文献标识码 A 文章编号 025828021 (2008) 0520663206
收稿日期 : 2008201220 , 修回日期 : 2008206220 。 基金项目 : (国家自然科学基金重点项目 (50337020) ;国家科技支撑计划 (2006BAI03A00) 。 3 通讯作者 。 E2mail : hxwang @tju. edu. cn
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中 国 生 物 医 学 工 程 学 报
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k = 1 ,2 , …, m
(2)
式中 , n 是内部单元边界法线方向 。

现 幅值 、 频率 、 位等 连续 调节 ： 制信 号经 同相 与正 交解调 ， 相 调 获取 实部 与虚部信 息 ， 用灵 敏度 系数 算法进 行 图像重 建 ， 利 试验 测试 与成
像 结 果 表 明 ， 系统 不 仅 采 集 速 度 快 而 且 图像 分 辨 率 高 。 本
关 键 词 电 阻 抗 成 像 数 据 采 集 数 字 信 号 处 理 器
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体 内 部 电 阻 （ 导 ）率 分 布 ， 取 生 物 组 织 阻 抗 携 带 的 电 提 病 理 和 生 理 信 息 ， 数 据 采 集 单 元 送 入 计 算 机 ， 于 图 经 基
像 重 建 算 法 再 构 人 体 断层 图 像 。
其 中 ： Ｐ ａ ｅ是 ３ △ ｈｓ ２位 的 频 率 控 制 字 １ 。 ＥＩ 系 统 采 用 电 流 激 励 方 案 ， 要 将 正 弦 波 发 生 器 Ｔ 需
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２１ ０ ０年 第 ２ ９卷 第 ９期
传感器与微 系统 （ ｒｎｄｃｒ ｎ ｃｏｙｔ ｅｈ ｏ ｇ ｓ Ｔａｓｕｅ ｄＭｉ ｓｓ ｍ Ｔ ｃｎ ｌ ｉ ） ａ ｒ ｅ ｏｅ
８ ３
１８电极 电 阻抗 断层 成 像 数 据‘ ２ 采集 系统 设 计
赵 立平 ，陈香 才
（ 州 大 学 物 理 工 程 学 院 ， 南 郑 州 ４０ ０ ） 郑 河 ５０ １
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Ｓｇ ａ Ｐ ｏ ｅｓ ｇ Ｄ Ｐ 系 统 的 控 制 下 ， Ｄ ｉｎ ｒ ｓ ｎ ， Ｓ ） ｌ ｃ ｉ 由Ｄ 见 的疾 病 为气 胸 、 大 泡 、 气 肿 、 肺 肺 肺 肺 部 阴影 和肺 癌 等 。 目前检 查 肺 部 疾 病 主要 是 应 用 Ｘ 线 做 透 射 视 和 拍 摄 胸 片 。 上 述 方 法对 患者 有 辐 射 ． 用 次 数 受 限 ． 能 使 不 进 行 连 续 监护 ． 不能 检 测 组 织 病 变初 期 的变 化 而 电阻抗 成 且 像 系 统 具 有 无 创 伤 、 辐 射 ， 以 多次 测 量 、 复 使 用 ， 于 长 无 可 重 适 期 连 续 监 护 ：且 常见 的肺 部 疾 病 初 期 会 引 发 细 胞 或 组 织 电导 率 发 生 比较 明 显 的 变化 ．可 以用 电阻 抗 测 量 技 术 检 测 出变 化
成像 系统 监 测 肺部 呼 吸过 程 、 查肺 部 组 织 病 变 的 可行 性 检
关键 词 电 阻抗 成像 ：直接 数 字合 成 ： 敏 解 调 相 中 图分 类 号 ： Ｐ ７ ； ４ ４ Ｔ２７Ｒ ４ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ３ ８ ６ （０ ７ ０ — ０ １ ０ １ ０ — ８ ８ ２ ０ ）７ ０ ０ — ３
作 ； Ｓ 实现 电极 选通 、 据 采 集并 与Ｐ 进 行 数 据 通信 。采 用直 接 数 字 合 成（ Ｄ ） 术 产 生 高 精度 激 励 信 号 源 ， ＤＰ 数 Ｃ Ｄ Ｓ技 用相敏 解 调 方 法 实现 数 据 获 取 。 同 时进 行 了在 体 实验 ， 量 了体 位 发 生 变化 时 ， 力作 用 对肺 部 气体 分 布 的 影 响 ． 明 了电 阻抗 测 重 证
维普资讯
研究论著一

2023电阻抗断层扫描对危重患者肺灌注评价的临床应用进展摘要肺灌注监测能够提供危重患者肺部血流改变的准确信息，从而为临床诊疗提供证据。

但受限于患者转运等不便，传统的影像学检查无法满足实时监测肺灌注的需求。

因此寻找更便捷可靠的实时功能学成像技术，对优化危重患者心肺管理具有重要意义。

电阻抗断层扫描（EIT）作为一种无创、无辐射的新兴功能成像技术，可用于床边评估急性呼吸窘迫综合征、肺栓塞等患者的肺灌注，从而协助疾病诊断、调整机械通气策略等治疗方案以及评估疗效。

本文主要对肺电阻抗断层扫描技术用于危重患者肺灌注监测的研究进展进行综述。

基于局部通气和灌注密切的匹配，气体才能在肺部进行有效的交换，因此肺通气和肺灌注的评估对于危重患者的心肺管理具有重要的意义，并成为协助诊断和评估病情、调整呼吸机设置等治疗策略的重要标准［1］。

近年来，电阻抗断层扫描（electrical impedance tomography，EIT）作为一种新型的非侵入性无辐射的功能性成像方式，逐渐受到研究者们的关注［2］。

它使用单个外部电极环来对体内的阻抗变化进行成像，因其便携性可以快速实时地针对局部肺通气及肺灌注进行床边监测，尤其对危重患者产生了积极的意义［3］。

本综述旨在关注电阻抗断层扫描评估危重患者肺灌注的临床应用进展，并对其应用前景和局限性进行讨论。

一、原理EIT监测肺灌注主要通过两种方法实现，分别为基于区域电阻抗断层扫描信号搏动监测肺灌注和高渗盐水增强造影EIT肺灌注成像。

心跳引起的肺血流量改变和呼吸引起的肺内气体量改变都会引起胸腔电阻抗的变化，因此在EIT波形中，可以观察到区域电阻抗信号搏动，并通过分离心脏相关信号和通气相关信号来提取关于肺灌注的连续信息［4］。

但后续研究发现电阻抗搏动方法主要测量肺血容量的搏动变化而不是真正的前向血流，并且难以完全排除心脏区域的灌注，导致其可靠性受到质疑［5］。

高渗盐水造影EIT肺灌注技术基于造影剂首次通过成像原理，在呼吸暂停期间通过“弹丸”式注射高渗盐水引起胸腔电阻抗变化来反映区域肺灌注情况［3］。

电阻抗成像技术在肺功能检测的研究进展
李志伟;于瑶;吴阳;段冀州;刘凯;姚佳烽
【期刊名称】《机械制造与自动化》
【年(卷),期】2024(53)1
【摘要】电阻抗成像技术(EIT)通过对电极施加安全的交流激励电流信号,测量其余电极对的电压信号,借助重构图像算法,利用采集到的电压数据重构肺部阻抗分布情况。

EIT技术具有实时、无创、便携的特点,能够动态监测肺部功能,有利于辅助肺
疾病的诊断和治疗。

概括了肺功能EIT技术的发展历程与原理,并对EIT硬件系统、图像重建算法和临床应用的研究进展进行了总结和分析;对肺功能EIT技术发展方
向和趋势进行探讨与展望。

【总页数】9页(P1-9)
【作者】李志伟;于瑶;吴阳;段冀州;刘凯;姚佳烽
【作者单位】南京航空航天大学机电学院;南京特殊教育师范学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41
【相关文献】
1.用于肺功能检测的生物电阻抗断层成像系统(英文)
2.面向肺功能检测的便携式电
阻抗成像系统开发3.肺部电阻抗成像技术评估持续性+3 Gz暴露对肺功能的影响4.电阻抗断层成像技术在呼吸系统肺功能成像中的应用5.电阻抗断层成像技术在肺灌注中的研究进展
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电阻抗断层成像技术用于呼气末正压滴定的研究进展
马效禹;范得慧;王威威
【期刊名称】《临床麻醉学杂志》
【年(卷),期】2024(40)2
【摘要】适当的呼气末正压(PEEP)是保护性肺通气策略的重要组成部分,PEEP可以保持肺泡开放,减少肺萎陷伤。

尽管个体化PEEP已被越来越多的临床医师认可,但最佳的PEEP滴定方法尚存争议。

电阻抗断层成像(EIT)是一种无创、无辐射的成像技术,可在床边实时动态评估肺功能,将肺通气过程中的阻抗变化以动态图像呈现,能够反映PEEP调整前后肺内通气及气体分布变化,因此,EIT可用于滴定个体化PEEP。

本文简要概括EIT的基本原理及监测指标,阐述临床应用EIT指导下的PEEP(PEEP_(EIT))滴定方法,旨在加强对EIT的优点和局限性的理解,为优化个体化PEEP的设置提供参考。

【总页数】5页(P185-189)
【作者】马效禹;范得慧;王威威
【作者单位】哈尔滨医科大学附属第二医院麻醉科
【正文语种】中文
【中图分类】R56
【相关文献】
1.电阻抗断层成像技术指导个体化呼气末正压通气的研究进展
2.肺动态顺应性导向呼气末正压滴定法用于肺保护性通气策略的研究进展
3.肺电阻抗成像技术在个体
化呼气末正压通气中的应用进展4.电阻抗断层显像导向呼气末正压滴定对急性呼吸窘迫综合征/急性呼吸衰竭患者影响的Meta分析5.电阻抗成像技术监测急性呼吸窘迫综合征患者呼气末正压滴定时局部机械能的临床应用
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REVIEW引言电阻抗断层成像（Electrical Impedance Tomography，EIT）是近几年发展起来的一门新兴成像技术，具有无创性、无辐射性、灵活性、低成本、操作简单等突出优势。

目前EIT的临床应用研究包括肺功能、胃排空、大脑功能、乳房成像等方面[1-3]，其中肺功能成像为最主要的应用领域，涉及肺通气成像、肺灌注成像、肺血栓栓塞、人工机械通气等方面[4-6]。

现阶段，临床医生在呼吸系统疾病诊疗的过程中面临以下主要问题：首先，胸部X线、CT等具有辐射剂量的检查在疾病诊疗中的应用次数受到了限制，因此，反复的X线及CT检查既增加了患者受辐射的剂量，也不利于医患交流与沟通；其次，临床医生在面对行动不便、危重症等无法外出配合检查的患者，无法适时地评估患者病情，更甚者影响患者的预后。

目前，随着EIT的应用与发展，能够有效解决上述出现的两大问题，不仅便于得到公众的认可，还能辅助临床医生对疾病病情实时作出准确的评估，提高临床医生的工作效率以及提高医疗水平。

1 EIT肺功能成像基本原理EIT将一条含16个电极的电极缚带缠缚到胸壁上，多置于第4或第5肋间[7]，并将另一端的参比电极连接到身体中央部位。

参比电极可确保所有不同电极对的阻抗测量均参照相同的电位，根据恒定电流和测得的电压判定通电电极和测量电极对之间的生物电阻抗。

通电和测量电极对的位置会依次轮换围绕整个胸前持续进行，轮换一圈后的测量结果为一帧，通过一定的重构算法即可得到相应的人体胸廓电阻抗成像图像，该图像不但包含了解剖学结构性信息，更重要的是可以给出与人体病理和生理状态相对应的功能性图像结果[6]。

值得注意的是，EIT在电极模式应用方面尚无统一标准。

1983年Barber等[8]研制出了Sheffield Mark I原理样机系统，该系统在人体表面一圈采用16个等距的电极方式进行数据采集，这种采集方式被大多数EIT系统采用，成为研究人员进行肺功能成像的主要电极选择模式[9]。

电阻抗成像技术在不停跳冠脉旁路移植术后肺复张中的临床应用王颍骅;潘雁;杨敏【摘要】Objective·To find out the optimal positive end expiratory pressure (PEEP) by electrical impedance tomography (EIT) for better lung recruitment and ventilation distribution in patients undergoing off pump coronary artery bypass grafting surgery (OPCAB). Methods?·?105 patients underwent OPCAB from Jan. 2017 to Dec. 2017 were analysed. Patients were randomly divided into two groups, i.e. experiment group (54 cases) and control group (51 cases). Four regions of interest (ROI) were recorded by EIT. PEEP were 3?cmH2O in control group while PEEP were increased stepwise by 2?cmH2O from 0?cmH2O to 14?cmH2O in experiment group. The optimal PEEP for lung recruitment was applied in experiment group. Postoperative oxygenation index (PaO2/FiO2) and pulmonary complication were compared between two groups. Results?·?The overall mortality was 2 (1.90%). The incidence of postoperative pulmonary complication, pulmonary infection, atelectasis, pleural effusion were 18.10%, 2.86%, 18.10%, 18.10%, respectively. The optimal PEEP zone was 6-9?cmH2O. PaO2/FiO2was significantly increased with the optimal PEEP in experiment group (P=0.00). There were significant differences in postoperative pulmonary complication between two groups (P=0.02). Conclusion?·?EIT can directly monitor ventilation distribution and titrate suitable PEEP for better lung recruitment in patients undergoing OPCAB. It can significantlyreduce postoperative pulmonary complication, improve oxygenation, and decrease ICU stay and ventilation duration.%目的·应用电阻抗成像技术(electrical impedance tomography,EIT)确定不停跳冠状动脉旁路移植术(off pump coronary artery bypass grafting surgery,OPCAB)术后最合适的呼气末正压(positive end expiratory pressure,PEEP),以达到改善肺通气分布情况、优化肺复张的效果.方法·入选2017年1—12月于上海交通大学附属胸科医院行OPCAB的105例患者.采用随机数余数分组法将患者分为实验组54例,对照组51例.EIT观察术后肺通气的4个兴趣区(region of interest,ROI).对照组应用3 cmH2O PEEP;实验组调整PEEP值由0 cmH2O逐步升高至14 cmH2O,每次增加2 cmH2O,并应用最适PEEP.比较2组术后氧合指数(PaO2/FiO2)和肺部并发症的差异.结果·105例患者中死亡2例(1.90%),术后肺部并发症发生19例(18.10%)、肺部感染3例(2.86%)、肺不张19例(18.10%)、胸腔积液19例(18.10%).OPCAB 术后最适PEEP区间为6～9 cmH2O.实验组应用最适PEEP后,PaO2/FiO2显著升高(P=0.00).与对照组相比,实验组术后肺部并发症发生率显著降低(P=0.02).结论·应用EIT可实时直观监测OPCAB术后肺通气分布情况,滴定适合肺复张的PEEP;能够显著减少OPCAB术后肺部并发症,改善PaO2/FiO2,减少ICU停留时间及机械通气时间.【期刊名称】《上海交通大学学报（医学版）》【年(卷),期】2018(038)006【总页数】5页(P653-657)【关键词】电阻抗成像技术;不停跳冠状动脉旁路移植术;肺复张;呼气末正压【作者】王颍骅;潘雁;杨敏【作者单位】上海交通大学附属胸科医院重症监护科,上海200030;上海交通大学附属胸科医院药剂科,上海200030;上海交通大学附属胸科医院重症监护科,上海200030【正文语种】中文【中图分类】R654.2心脏外科术后低氧血症、急性肺损伤是常见的并发症。

肺部电阻抗三维成像方法研究开题报告一、选题背景及研究意义肺是人体最重要的呼吸器官之一，肺功能的研究对于了解呼吸系统疾病的发生机制和治疗方法有着重要的意义。

传统的肺功能检测方法主要包括肺活量测定、呼吸道阻力测定、肺血流测定等，这些方法虽然可获取一些信息，但仍有许多问题待解决，如不能反映肺组织微观结构变化、无法区分肺组织和气道、易受干扰等。

因此，迫切需要一种能够全方位、无创、高精度、高时空分辨率地评估肺功能的新方法。

肺部电阻抗成像（Electrical Impedance Tomography, EIT）因为非侵入性、实时性、低辐射等优点而备受关注。

其基本原理是通过在肺部施加低强度的交流电，并测量肺部不同位置电阻抗的改变，从而构建出肺部的三维电阻抗成像。

该成像技术在近年来得到了迅速的发展，但目前还存在许多问题，其中最主要的是三维成像精度低、如何提高成像分辨率等方面的问题。

为了解决这一问题，本论文拟对肺部电阻抗三维成像方法进行研究，并探讨如何提高肺部电阻抗成像的准确性和分辨率。

二、研究目的和内容本论文的研究目的是通过对肺部电阻抗成像技术的分析和研究，提高其成像的准确性和分辨率。

其具体研究内容如下：1. 总结肺部电阻抗成像的基本原理及其优势和不足。

2. 分析现有电极分布方式对肺部电阻抗成像的影响，并提出改进方案。

3. 利用有限元方法建立肺部电阻抗成像的数学模型，分析肺部组织的电特性。

4. 设计合理的数据采集方案，提高肺部电阻抗成像的灵敏度和分辨率。

5. 建立肺部电阻抗成像的算法，实现三维成像。

6. 利用实验验证研究成果，评估成像效果和成像质量，并与其他成像技术进行比较分析。

三、研究方法本论文的研究方法主要采用理论计算、模拟分析和实验验证相结合的方式，其中具体细节如下：1. 理论计算：通过文献调研和理论计算，总结肺部电阻抗成像的基本原理及其优势和不足。

2. 模拟分析：采用有限元方法建立肺部电阻抗成像的数学模型，分析肺部组织的电特性，并设计合理的数据采集方案，提高肺部电阻抗成像的灵敏度和分辨率。

eit在医疗中的应用
电阻抗成像技术（EIT）在医疗中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：
1.肺部疾病的监测和诊断：EIT能够实时、动态地评估肺部功能，为肺通气和血流状态提供重要信息，因此广泛应用于肺部疾病的监测和诊断。

2.脑部疾病的诊断和监测：EIT技术可以用于脑部疾病的诊断和监测，如脑出血、脑梗塞等。

EIT能够提供脑部组织的电阻抗信息，有助于区分不同的组织类型和判断病情。

3.乳腺癌的筛查：EIT技术可以用于乳腺癌的筛查，通过测量乳腺组织的电阻抗差异，有助于发现异常组织并辅助乳腺癌的诊断。

4.腹部疾病的诊断和监测：EIT技术也可以用于腹部疾病的诊断和监测，如肝脏疾病、胰腺疾病等。

通过测量腹部组织的电阻抗信息，有助于判断病情和指导治疗方案。

5.心血管疾病的监测和诊断：EIT技术可以用于心血管疾病的监测和诊断，如心梗、心力衰竭等。

通过实时监测心脏的电阻抗变化，有助于评估心脏功能和病情。

总的来说，EIT技术在医疗中具有广泛的应用前景，特别是在需要实时、动态监测的领域。

不过，目前EIT技术的成熟度和准确性还有待进一步提高，未来随着技术的不断发展，其应用范围和效果有望得到进一步提升。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011105365.2(22)申请日 2020.10.15(71)申请人 北京航空航天大学地址 100191 北京市海淀区学院路37号(72)发明人 石岩　许少峰　蔡茂林　王娜　王一轩　任帅　(74)专利代理机构 北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11465代理人 符继超(51)Int.Cl.A61M 16/00(2006.01)A61B 5/053(2006.01)(54)发明名称一种基于电阻抗成像的呼吸机PEEP自动优化设置方法(57)摘要本发明公开了一种基于电阻抗成像的呼吸机PEEP自动优化设置方法，包括以下步骤：S1.对测试者采集每个呼吸周期内的EIT数据和呼吸机数据；S2.获得EIT功能图像和气道开口处压力P o ‑呼吸周期曲线图像；S3.采用基于潮气变化的算法计算测试者每个呼吸周期所对应的肺部全局通气均匀性指数HI；S4.获得全局通气均匀性指数HI的最小值HI min ，并得到最小值HI min 相应的呼吸周期T min ，根据气道开口处压力P 0‑呼吸周期曲线图像进一步获得呼吸周期T min 所对应的气道开口处压力P o 的值作为最佳PEEP值，并将最佳PEEP值作为输入至呼吸机中，完成PEEP值的优化设置。

本发明解决了呼吸机使用中测试者的PEEP自动实时优化设置，使测试者达到更好的机械通气效果，实现肺部保护性通气。

权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 112156301 A 2021.01.01C N 112156301A1.一种基于电阻抗成像的呼吸机PEEP自动优化设置方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.选取测试时间段，在所述测试时间段内，同时对测试者实时采集每个呼吸周期内的EIT数据和呼吸机数据；S2.对所采集到的所述EIT数据和所述呼吸机数据进行处理，分别获得EIT功能图像和气道开口处压力P o -呼吸周期曲线图像；S3.从所述EIT功能图像中选取潮气变化图像作为关键帧，采用基于潮气变化的算法计算测试者每个呼吸周期所对应的肺部全局通气均匀性指数HI；S4.获得所述全局通气均匀性指数HI的最小值HI min ，并得到最小值HI min 相应的呼吸周期T min ，根据所述气道开口处压力P 0-呼吸周期曲线图像进一步获得呼吸周期T min 所对应的气道开口处压力P o 的值作为最佳PEEP值，并将所述最佳PEEP值实时反馈并输入至呼吸机中，完成PEEP值的优化设置。