基于磁感应信号的颅脑阻抗变化表征方法研究

发布时间：2017-04-25 18:00

  本文关键词：基于磁感应信号的颅脑阻抗变化表征方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：人体颅脑具有阻抗特性,包括电特性和磁特性。当颅脑内部出现病变时,病变组织就会对其阻抗特性产生影响,所以对于颅脑疾病检测方法的研究可由此出发。磁感应信号检测技术是进行生物阻抗测量的无创技术。磁感应信号检测技术具有两方面的优点,一是该技术采用磁场激励的模式,易于“穿透”颅骨;二是该技术对被测物具有很强的中心敏感度。因此,在颅脑疾病的检测中,磁感应信号检测技术具有显著的优势。基于人体颅脑阻抗特性和颅脑疾病的磁感应检测原理,从两个方面进行研究。首先研究了颅骨对磁感应信号的影响,在此过程中设计了一套磁感应信号检测系统,使用琼脂和电导率溶液设计制作了半球形分层颅脑模型。实验结果表明,颅骨的存在虽然改变了磁感应信号幅值的大小,但却没有改变数据的变化趋势,显示了磁感应信号系统测量可“穿透”颅骨的特性;颅骨对实验所测数据的衰减系数约为0.5,在进行图像重建的参数选取时,能起到很好的参考作用;在进行实际出血量的判断时,将出血量增加一倍左右,才是与实际情况最接近的状态。然后研究了颅内出血时阻抗变化的表征方法,在此过程中设计了一套颅内出血磁感应信号检测系统,使用琼脂和电导率溶液设计制作了真实颅脑模型,并模拟了多种颅内出血状态。由于颅骨只影响磁感应信号的大小,不改变其变化趋势,所以在此项研究过程中不考虑有颅骨的状态,直接使用不含颅骨的颅内出血模型进行实验研究。实验结果表明,当颅脑内部有病变组织出现时,与之距离最近的接收线圈能够很好的判断出病变的位置,其左右相邻的两个接收线圈能够起到有效的辅助作用,通过接收线圈的相互作用,定性的定位表征病变程度及位置信息;另外与半球形颅内出血模型相比,使用真实颅内出血模型所测的数据明显增大,表明真实颅内出血模型更适用于颅脑疾病的实验研究。对进一步将磁感应信号检测技术应用于实际临床的颅脑疾病检测中具有非常重要的意义。
【关键词】：磁感应信号检测 电导率测量 颅脑模型 相位检测 表征方法
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN911.23;R318
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 人体颅脑的阻抗特性10-12
• 1.1.1 人体头部的电特性10-11
• 1.1.2 人体头部的磁特性11-12
• 1.2 MIT技术在颅脑疾病检测中的优势及研究意义12-14
• 1.3 颅脑磁感应阻抗成像研究现状14-16
• 1.3.1 MIT实验系统的研究发展14-15
• 1.3.2 颅脑MIT实验研究发展15-16
• 1.4 本文主要研究工作16-17
• 第2章 基于磁感应信号检测的颅脑阻抗理论基础17-26
• 2.1 人体颅脑的结构17-18
• 2.2 常见的脑疾病及病变颅脑阻抗变化18-21
• 2.2.1 脑部疾病简介18-20
• 2.2.2 病变颅脑阻抗的变化20-21
• 2.3 磁感应信号检测的原理21-25
• 2.3.1 信号检测基本原理21-24
• 2.3.2 磁感应信号检测原理的数学描述24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 颅骨对磁感应信号影响的建模与实验研究26-46
• 3.1 颅骨与颅脑形状对磁感应信号影响理论分析26
• 3.2 三层颅脑琼脂模型仿真与制作26-31
• 3.2.1 颅骨对磁感应信号检测影响的仿真计算26-28
• 3.2.2 颅脑模型的制作28-30
• 3.2.3 脑出血病变位置的设计30-31
• 3.3 磁感应信号检测实验系统设计31-43
• 3.3.1 激励源的选取31-32
• 3.3.2 激励与接收线圈的设计32-34
• 3.3.3 磁感应信号检测电路的设计34-36
• 3.3.4 锁相放大器SR844信号接收模块36-40
• 3.3.5 系统性能测试40-43
• 3.4 颅骨对磁感应信号影响的实验研究43-45
• 3.4.1 实验过程及数据处理43-44
• 3.4.2 实验结果及分析44-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 颅内出血仿真建模及其阻抗变化实验研究46-66
• 4.1 仿真颅脑模型的设计与制作46-48
• 4.1.1 真实颅脑的尺寸46-47
• 4.1.2 仿真颅脑模型的制作47-48
• 4.2 颅内出血模型设计与制作48-51
• 4.2.1 不同程度病变的颅内出血模型48-49
• 4.2.2 不同体积病变的颅内出血模型49-50
• 4.2.3 不同位置病变的颅内出血模型50-51
• 4.3 颅内出血磁感应信号检测系统设计51-59
• 4.3.1 磁感应信号检测系统结构的选取51-52
• 4.3.2 接收线圈的设计52-53
• 4.3.3 系统整体支架的设计53-54
• 4.3.4 系统性能测试54-59
• 4.4 基于颅内出血模型的实验研究59-64
• 4.4.1 基于不同程度病变的实验研究59-61
• 4.4.2 基于不同体积病变的实验研究61-62
• 4.4.3 基于不同位置病变的实验研究62-64
• 4.5 颅内出血磁感应信号表征方法64-66
• 第5章 结论66-68
• 参考文献68-72
• 在学研究成果72-73
• 致谢73

【参考文献】

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  本文关键词：基于磁感应信号的颅脑阻抗变化表征方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：326753