CN207912687U - 一种基于磁探测电阻抗成像的测量系统 - Google Patents
一种基于磁探测电阻抗成像的测量系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种基于磁探测电阻抗成像的测量系统，将待检测物体放置于测量平台上，测量平台由电机带动，可以控制转动速度、转动角度，传感器为一系列纵向分布的磁感应线圈，用于测量在激励电流作用下待测物体周围产生的磁感应强度。本实用新型克服了传统测量系统中手动放置电极位置不精确的缺点，改善了传统测量系统中测量信息不规律的限制，不仅具有测量精度高、测量速度快、测量数据可靠性高等优点，更重要的是通过电机带动测试平台进而带动待检测物体的转动实现了磁探测电阻抗成像的自动测量，丰富了对磁场分布测量的信息量，进而改善传统电阻抗成像重建图像的病态性，提高了图像重建质量。
Description
技术领域
本实用新型提供一种基于磁探测电阻抗成像的测量系统，涉及电子信息技术、生物医药技术、机械装置等领域，特别涉及一种基于磁探测电阻抗成像的测量系统。
背景技术
生物电阻抗断层成像技术是一种新型医学功能成像技术，通过向人体表面激励电极上施加微弱的电流，检测其他位置检测电极上电压值，根据电压与电流之间的关系，重构出人体内部电阻抗值或者电阻抗的变化值。此技术可以应用于呼吸过程中对肺部呼吸能力的评定。
磁探测电阻抗成像技术是基于生物电阻抗断层成像技术发展而来的，此种技术是在1992年首次被Ahlfors提出来的，当时被命名为Magnetic Impedance Tomography(MIT)[1]。2004年，此种技术更名为磁探测电阻抗成像(Magnetic Detection ElectricalImpedance Tomography，MDEIT)。磁探测电阻抗成像的原理如图1所示，成像区域的电导率分布为σ，通过将激励电极贴在成像体的外部并向成像体内部输入大小为I0的激励电流。电流在成像体内部所产生的电流密度为j，这是由成像体内部的电导率分布σ决定的，由激励电流产生的成像体周围磁场的磁感应强度则是B，区域的磁导率近似为真空的磁导率。测量成像体周围磁感应强度就可以重建出目标成像体内部的电导率分布[2]。
参考文献：
[1]林凌，郝丽玲，陈瑞娟.磁探测电阻抗成像及其在经络三维定位中的应用[J].中国医学物理学杂志.2010(6)：1793-1798.
[2]韩文成，侯雪.基于Comsol的肺部电阻抗断层成像仿真研究[D].天津大学.2011.
发明内容
本实用新型提供一种基于磁探测电阻抗成像的测量系统。本实用新型通过电机带动测试平台进而带动待检测物体的转动，丰富了对磁场分布测量的信息量，从而提高了图像重建质量，详见下文描述：
一种基于磁探测电阻抗成像的测量系统，包括：激励源模块、测量模块与电机控制模块，其中，
所述激励源模块将若干电极固定于被测物体上，通过所述电极向所述被测物体注入一定强度的低频电流信号；所述测量模块为一组竖直排列的固定测量线圈，所述一组竖直排列的固定测量线圈测量激励电流作用下引起的所述被测物体周围磁场的磁感应强度；所述电机控制模块由一可旋转平台、电机和轴承组成，所述可旋转平台用于放置所述被测物体，所述电机和轴承用于使所述可旋转平台实现转动。
所述激励源模块为单一频率或多频率且幅值可调电压源或电流源。
所述测量线圈为一组竖直排列的固定测量线圈，等间距放置于一个竖直固定的圆柱形支架上。
所述可旋转平台制作材料为绝缘体，其尺寸可根据实际需求设计。
所述电机为可控制转速和旋转角度的电机。
所述轴承连接测量系统的固定平台和可旋转平台。
所述竖直固定的圆柱型支架放置于固定平台上，其制作材料为绝缘体，其高度可根据实际需求设计，其与所述被测物体的水平距离可根据实际需求进行调整。
所述固定平台用于放置所述竖直固定的圆柱型支架和固定所述电机。
本实用新型提供的技术方案的有益效果是：
本实用新型提供一种基于磁探测电阻抗成像的测量系统，本实用新型克服了传统测量系统中手动放置电极位置不精确的缺点，改善了传统测量系统中测量信息不规律的限制，不仅具有测量精度高、测量速度快、测量数据可靠性高等优点，更重要的是通过电机带动测试平台进而带动待检测物体的转动实现了磁探测电阻抗成像的自动测量，丰富了对磁场分布测量的信息量，进而改善传统电阻抗成像重建图像的病态性，提高了图像重建质量。
附图说明
图1为磁探测电阻抗成像的原理示意图；
图2、3、4分别为本实用新型中电机控制模块的主视图、侧视图、俯视图；
图5为本实用新型的示意图；
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
为了提高磁探测电阻抗成像的分辨率，本实用新型提供实施了一种基于磁探测电阻抗成像的测量系统，系统示意图参见图5，详见下文描述：
一种基于磁探测电阻抗成像的测量系统，其特征在于：所述系统包括激励模块、测量模块与电机控制模块，其中，
激励源模块将若干电极固定于被测物体上，通过所述电极向所述被测物体注入一定强度的低频电流信号；测量模块由一可旋转平台和一组竖直排列的固定测量线圈组成，所述可旋转平台用于放置所述被测物体，所述一组竖直排列的固定测量线圈测量激励电流作用下引起的所述被测物体周围的磁场的磁感应强度；电机控制模块由电机和轴承组成，用于使放置所述被测物体的可旋转平台实现转动。
进一步地，本实用新型中的激励源模块为单一频率或多频率且幅值可调电压源或电流源。
进一步地，本实用新型中的可旋转平台制作材料为绝缘体，根据被测仿体形状平台制作为圆形。
进一步地，本实用新型中测量线圈为一组竖直排列的固定测量线圈，等间距放置于一个竖直固定的圆柱形支架上。
进一步地，本实用新型中电机优选为可控制转速和旋转角度的电机。
进一步地，本实用新型中轴承连接测量系统的固定平台和可旋转平台。
进一步地，本实用新型中竖直固定的圆柱形支架放置于固定平台上，其制作材料为绝缘体，根据被测仿体形状设计其高度。
进一步地，本实用新型中测量线圈等间距竖直分布于圆柱形支架上。
进一步地，本实用新型中固定平台用于放置所述竖直固定的圆柱型支架和固定所述电机。
下面以具体的实施例来说明本实用新型实施例提供的一种基于磁探测电阻抗成像的测量系统的使用，如图5所示，图中1为被测物体，2为可旋转平台，3为测量线圈，4为圆柱形支架，5为激励源，6为信号采集系统，7为计算机，8为电机控制系统，具体实施方式详见下文描述：
测量被测物体1周围不同位置的磁感应强度。
首先将被检测物体1放置在可旋转平台2上。
根据实际测量需求将一个或多个测量线圈3放置于圆柱型支架4上。
根据实际测量需求调整圆柱形支架4和所述被测物体1的水平距离。
将待检测物体接入激励电流5。
测量当前位置下各个检测点的磁感应强度。
通过信号采集系统6上传到计算机7。
根据实际测量需求使用计算机7通过电机控制器8控制电机9带动待测物体1旋转一定角度，重复上述操作。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于磁探测电阻抗成像的测量系统，其特征在于：所述系统包括激励源模块、测量模块与电机控制模块，其中，
所述激励源模块将若干电极固定于被测物体上，通过所述电极向所述被测物体注入一定强度的低频电流信号；所述测量模块为一组竖直排列的固定测量线圈，所述一组竖直排列的固定测量线圈测量激励电流作用下引起的所述被测物体周围磁场的磁感应强度；所述电机控制模块由一可旋转平台、电机和轴承组成，所述可旋转平台用于放置所述被测物体，所述电机和轴承用于使所述可旋转平台实现转动。
2.根据权利要求1所述的一种基于磁探测电阻抗成像的测量系统，其特征在于，所述激励源模块为单一频率或多频率且幅值可调电压源或电流源。
3.根据权利要求1所述的一种基于磁探测电阻抗成像的测量系统，其特征在于，所述测量线圈为一组竖直排列的固定测量线圈，放置于一个绝缘支架上，其高度可根据实际需求设计。
4.根据权利要求1所述的一种基于磁探测电阻抗成像的测量系统，其特征在于，所述可旋转平台制作材料为绝缘体，其尺寸可根据实际需求设计。
5.根据权利要求1所述的一种基于磁探测电阻抗成像的测量系统，其特征在于，所述电机为可控制转速和旋转角度的电机。
6.根据权利要求1所述的一种基于磁探测电阻抗成像的测量系统，其特征在于，所述轴承连接测量系统的固定平台和可旋转平台。
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| CN109662711A (zh) * | 2017-10-17 | 2019-04-23 | 天津工业大学 | 一种电导率成像的测量系统及其信息获取方法 |
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