CN2902191Y - 一种用于电阻抗成像的电极阵列传感器 - Google Patents
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Abstract
一种电极阵列传感器，用于电阻抗断层成像，包括柱状电极和电极盘：电极盘外形为一平面盘，柱状电极位于电极盘的一侧，柱轴垂直于电极盘呈二维分布，形成电极阵列，电极阵列按等边三角形拓扑排列，每一个电极周围等角、等距离分布着6个相同的电极。当某个电极注入激励电流的时候，会在被测人体的表面下按组织的阻抗分布形成一个三维电场，其它各个电极都能通过人体组织形成对该电场分布的响应，得到若干平行于电极盘平面的人体组织的深部断层信息。电极阵列与电流激励电路、选通开关阵列、信号检测电路一起构成电阻抗断层成像***的信号采集部分，经解调、模数转换后得到数字信号，该信号经数字信号处理电路输入到终端计算机。
Description
所属技术领域
本实用新型属于生物医学测量领域，主要用于电阻抗断层成像的测量。
背景技术
电阻抗断层成像技术是基于人体的不同组织具有不同的电阻抗特性这一物理原理，通过给人体施加安全的交变激励电流、从体表测量响应信号电压，来重建反映人体内阻抗分布或其变化分布的图像，它主要由传感器、数据采集***和图像重构软件三大部分组成。传感器及数据采集***的作用就是从体表获取测量信号，并从中解调出反映体内阻抗分布的电信号，经A/D及数据处理后为阻抗图像重构算法提供高精度的数据。
在传统的电阻抗断层成像***中，前端传感器由多个电极(一般为16个、32个)构成，电极等间距安装于被测截面的周围且在此截面上呈环状均匀排列，电极表面与被测物体接触。将一交变电流施加于一对电极上作为激励，利用未施加电流的其它各电极来进行阻抗测量，一旦所有的电极都轮流用作激励电极后，便完成了一个数据采集周期。由电极测量的阻抗及其变化经计算机通过图像重构算法计算可绘制出反映测量截面内的阻抗分布图像。
在目前的***中，这种电阻抗断层成像的电极分布在实际运用中存在局限性：一方面，其使用局限于人体的脑，胸腹、肢体等可近似为一个具有一定电阻抗分布的圆柱型部位；每次只能对电极排列平面所在断层的边缘进行电场分布的测量且只能得到此平面内的阻抗分布信息。另一方面，由于电极呈环状均匀排列，所以在数量上有很大的局限，获得的信息量较小，图像效果不甚理想。
发明内容
为了解决上述传统电阻抗断层成像电极分布中存在的技术局限性，本实用新型提供一种新的用于电阻抗成像的电极阵列，其结构和电极排列都不同于传统方式。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：电极盘外形为一平面盘，柱状电极位于电极盘的一侧，垂直于电极盘呈二维分布，形成电极阵列。电极阵列按等边三角形拓扑排列，每一个电极周围等角、等距离分布着6个相同的电极(边缘少数电极除外)，其分布如图1所示。测试时将电极盘平贴于测试表面并轻轻下压，使每个电极和被测表面充分接触。
电极阵列与电流激励电路、选通开关阵列及信号检测电路一起构成电阻抗断层成像***的数据采集部分，经解调电路、模数转换后得到数字信号，该信号由数字信号处理电路处理以后，在控制电路的作用下输入到终端计算机，如图3。
本实用新型的有益效果是，改变了电极与测量平面同在一个平面形成环状排列的传统形式，取而代之以各个电极都垂直于电极盘并形成一个平面阵列的新的排列形式。当某个电极输入激励电流的时候，会在该被测人体的表面下按组织的阻抗分布形成一个三维电场，其它各个电极都能通过人体组织形成对该电场分布的响应，得到若干平行于电极盘平面的人体组织的深部断层图像，从而实现在人体表面获得体内的深部信息。
对于此实用新型，由于电极采用等角、等距离分布的三角形排列方式，为后续成像算法在剖分处理上提供了新的途径。
对于此实用新型，由于采用了大量的电极，获得的信息量较大，所得到的图像效果较好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型电极阵列平面拓扑结构的示意图。
图2是电极阵列外观示意图。
图3是数据采集与控制、转换***结构框图。
图中1.电极，2.电极盘。
具体实施方式
图1表示了电极阵列中各电极的位置及其空间拓扑关系。电极成等边三角形拓扑分布，即任意三个电极在电极盘平面上都投影为等边三角形的三个顶点。本实施例中，每两个电极中心点之间的平面距离为10mm。电极共19行，211个。
在图2所示的实施例中，单个电极为半球头圆柱体，高6mm，直径3mm，材质为铜质镀金。单个电极按照图1所示的空间排列安装在电极盘上。电极盘为环氧树脂印刷线路板，圆形，直径150mm，厚1.5mm，板上打孔。
图3表示了电极阵列传感器在使用时，测量***的组成和结构。
Claims (1)
- 一种用于电阻抗成像的电极阵列传感器，包括柱状电极和电极盘，其特征是：多个柱状电极位于电极盘的一侧并垂直于电极盘呈二维分布，形成电极阵列，电极阵列按等边三角形拓扑排列，每一个电极周围等角、等距离分布着6个相同的电极，边缘少数电极除外。
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