电阻抗监护软件图像显示和数据管理模块开发与真实人体边界成像的仿真研究

摘要

电阻抗断层成像(ElectricalImpedanceTomography，EIT)作为一种新的医学成像技术研究始于20世纪70年代。它是在人体表面特定部位加载对人体无损害的电信号(电压或电流)，并测量相应确定部位的电信号(电流或电压)，根据驱动、响应信号的关系，用一定的重构算法得到人体内部的电阻抗或其变化的分布，显示人体组织分布或生理、病理变化。 课题目的与意义：第四军医大学研究小组在电阻抗断层成像的各方面开展了研究，做了大量的工作。针对实际需求开发出实时的电阻抗断层成像监护系统，使其具有功能成像的特点在床旁监护中发挥作用。目前该系统应用于模型对象和实验动物研究。随着研究深入开展，电阻抗断层成像将从实验室研究过渡向临床研究。而面向临床研究而最终被临床接受，服务于患者才是最终目标。 在实际的电阻抗监护系统应用中，软件系统是人机交互的接口，是图像监护、数据分析、疾病诊断实现的载体和途径。软件系统开发与应用有许多考虑因素。监护系统成像结果的准确性，成像结果的可分析性，软件系统的临床接受程度等都是电阻抗监护系统走向实用的重要因素。 本课题就是根据课题组的研究需要，基于这些重要因素开展针对性的的研究。主要目的就是通过对数据管理模块与显示模块开发，结合真实人体边界成像的研究，有效地对病人资料和检测、图像数据进行管理，提高重构图像结果表达的准确性，可视化和临床接受度。 本研究来源于国家自然科学基金重点项目“生物电阻抗图像监护技术基础研究”。 主要研究内容与结果：本课题的主要任务是根据课题组的研究需要，考虑软件系统面向临床研究方向的应用，进行软件监护系统平台的相应模块开发；通过对基于真实人体轮廓外形、组织器官边界和电阻抗信息的有限元模型研究，通过基于有限元模型的初步仿真研究，提高重构图像结果表达的准确性，可视化和临床接受度。 主要研究内容和结果如下：1、以Oracle数据库作为后台数据库，开发了基于Oracle数据库的病人信息数据库，与基于COM(componentobjectmodel,组件对象模型)的Automation技术的数据输出单元作为统一数据管理模块。在监护系统实际使用过程中，可以实现病人个人信息、监护信息、相关数据保存，管理等，同时实现数据方便的导出，以利于与医院信息管理系统结合。 2、实现了像素点显示、云图显示等多种常用的图像显示方式，开发了具有图像显示与处理功能的图像显示模块。作为电阻抗断层成像软件监护平台的组成部分，显示模块主要作用是显示成像结果，进行图像的前后处理。该模块同时具有基本显示、伪彩色显示、窗技术处理与初步后处理等图像显示分析功能。实际使用中可以结合检测数据和重构数据，分析图像为准确地诊断结果提供参考依据。 3、采用图像处理的办法，从CT(ComputedTomography)图像中获取真实人体剖面轮廓外形与不同器官组织的轮廓外形，根据真实人体边界信息和器官组织的电阻抗信息进行有限元分层剖分、剖分单元参数设置，建立真实人体边界有限元模型进行仿真研究。仿真重构的图像结果显示，基于真实人体边界模型的成像可以反映多种不同阻抗扰动的变化，具有一定程度的目标分辨率和识别率，并可以对扰动目标实现较好的定位。

目录

独创性声明及保护知识产权声明

缩略语表

摘要

前言与文献回顾

1数据管理模块开发

2图像显示模块开发

3真实人体边界成像的仿真研究

4总结与展望

参考文献

个人简历及攻读学位期间研究成果

技术保密责任协议

致谢