基于磁共振測(cè)量技術(shù)的生物組織電特性成像研究.pdf

1、生物組織的電特性(電導(dǎo)率與介電常數(shù))反映了組織的生理、病理信息，其分布圖有助于對(duì)病變(如癌癥等)組織的早期診斷。本論文在回顧了幾種重要醫(yī)學(xué)電磁成像方法的基礎(chǔ)上，從物理原理以及實(shí)驗(yàn)技術(shù)等方面論述了當(dāng)前研究熱門(mén)之一的磁共振電阻抗成像技術(shù)(MREIT)，原創(chuàng)性地提出了一種僅利用單方向磁感應(yīng)強(qiáng)度、基于自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)模糊推理系統(tǒng)的ANFIS-MREIT算法，并在兩種典型三維頭模型上驗(yàn)證了該算法的有效性和抗噪性。即使在加入噪聲或者電極位置發(fā)生偏移的情況

2、下，該算法仍然可以十分準(zhǔn)確地對(duì)頭部組織電導(dǎo)率比值進(jìn)行重建。通過(guò)與同類算法的結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)，對(duì)于具有多層組織、電導(dǎo)率各向同性且分層連續(xù)體模型的阻抗重建，該算法具有較大的優(yōu)越性。
　　 繼加拿大、韓國(guó)和土耳其的研究小組之后，我們?cè)趪?guó)內(nèi)率先開(kāi)展了電流密度成像(MRCDI)實(shí)驗(yàn)，利用一臺(tái)1.5T的MRI設(shè)備得到了成像模型內(nèi)部橫截面豎直方向上的電流密度分布信息，測(cè)量計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值誤差為10.62％。論文分析了引起噪聲的若干因素，這其中包括

3、來(lái)自MRI系統(tǒng)電路的干擾信號(hào)以及成像物體翻轉(zhuǎn)過(guò)程中帶來(lái)的誤差；同時(shí)提出了抑制噪聲、提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果信噪比的若干軟硬件改進(jìn)方法。
　　 磁共振電特性成像技術(shù)(MREPT)是新近提出的電磁成像方法。該技術(shù)基于射頻場(chǎng)成像技術(shù)(B1-mapping)，無(wú)需外加能量注入成像體，僅通過(guò)常規(guī)磁共振掃描即可實(shí)現(xiàn)，克服了MREIT技術(shù)的局限性，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體測(cè)量的非侵入性和無(wú)損傷性，因而有著很大的發(fā)展?jié)摿?。本論文分析了該技術(shù)的物理原理，克服了現(xiàn)有三

4、種MREPT重建算法的不足，原創(chuàng)性地提出了非迭代的Dual-excitation算法，并利用一系列二維及三維仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其可行性和有效性，證明了其較同類算法的優(yōu)越性。同時(shí)，率先對(duì)MREPT圖像重建過(guò)程中的諸多技術(shù)環(huán)節(jié)做了深入的理論分析。與MREIT技術(shù)不同，MREPT技術(shù)同時(shí)對(duì)組織電導(dǎo)率和介電常數(shù)兩者進(jìn)行重建，因此可以提供比MREIT更為豐富的組織功能結(jié)構(gòu)信息。該技術(shù)同時(shí)有助于我們對(duì)高頻下衡量人體因吸收電磁波生熱的“比吸收率”進(jìn)行計(jì)算