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人体组织电特性磁共振断层成像(MR EPT)技术进展
被引量：
18
1
作者
辛学刚
《中国生物医学工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第1期83-90,共8页
科学研究早已证实,人体组织的电特性参数(包括电导率和电容率)在正常组织与肿瘤组织之间差异较大,因此测量人体活体组织的电特性参数变化有可能成为肿瘤早期诊断的有效手段。磁共振成像(MRI)本质上是非电离电磁场,即强的静磁场、梯度磁...
科学研究早已证实,人体组织的电特性参数(包括电导率和电容率)在正常组织与肿瘤组织之间差异较大,因此测量人体活体组织的电特性参数变化有可能成为肿瘤早期诊断的有效手段。磁共振成像(MRI)本质上是非电离电磁场,即强的静磁场、梯度磁场和射频电磁场与人体组织的相互作用,因此MRI影像信息中必然包含人体组织的电特性信息。MRI领域近年来新兴的研究热点之一人体组织电特性磁共振断层成像(MR EPT)技术,其就是研究如何从MRI影像信息中有效提取人体组织电特性信息。本文概述MR EPT技术的产生背景,从反映电磁场基本运动规律的麦克斯韦方程组出发,解析给出MR射频场与人体组织电特性参数之间的量化关系,深入剖析了3 T和7 T不同场强下MR EPT成像方法的国际研究进展以及潜在的技术突破口。同时,还介绍目前运用MR EPT技术开展的动物实验和前期临床人体测试等情况,展示这一新兴技术的诱人前景。
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关键词
生物
组织电特性
人体
组织电特性
磁共振断层成像
磁共振射频
癌症早期检测
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职称材料
基于高场3 T磁共振的人体组织电特性成像
被引量：
1
2
作者
李晓南
刘国强
+3 位作者
李孝凯
胡丽丽
袁子龙
朱静
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第12期1304-1310,共7页
结合现代的影像学方法,提出了一种基于磁共振成像的生物组织电特性成像方法.根据磁共振图像扫描信号中包含目标体的电导率和介电常数等信息这一原理,从法拉第定律和安培定律出发,推导出了激励射频磁场与电特性之间的关系.利用基于双角...
结合现代的影像学方法,提出了一种基于磁共振成像的生物组织电特性成像方法.根据磁共振图像扫描信号中包含目标体的电导率和介电常数等信息这一原理,从法拉第定律和安培定律出发,推导出了激励射频磁场与电特性之间的关系.利用基于双角度法的自旋回波扫描序列,对志愿者头部进行了高场3 T下的磁共振成像实验,初步得到了质子密度像、射频场映像以及相应的电特性像.改进的算法中引入梯度项后,图像上不同组织内部的电特性变化更加明显.与传统电阻抗成像以及常规磁共振成像相比,本文的新型磁共振电特性成像兼具高对比度和高分辨率的特点,作为一种功能成像,有望在相关重大疾病的预防和诊断方面发挥作用.
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关键词
磁共振成像
组织电特性
射频场映像
电
阻抗成像
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职称材料
开端同轴探头法测量组织介电特性的感应范围
3
作者
刘永泓
黄云
+1 位作者
辛学刚
余学飞
《南方医科大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第7期1036-1043,共8页
目的研究开端同轴探头法测量介电特性参数的感应范围。方法利用介电特性参数分层模型结合微距测量装置的方式建立开端同轴探头法感应范围的测量模型,以感应深度表示垂直方向感应范围,以感应直径表示水平方向感应范围。利用介电特性参数...
目的研究开端同轴探头法测量介电特性参数的感应范围。方法利用介电特性参数分层模型结合微距测量装置的方式建立开端同轴探头法感应范围的测量模型,以感应深度表示垂直方向感应范围,以感应直径表示水平方向感应范围。利用介电特性参数存在差异的多种材料(特氟龙、去离子水、乙醇、梯度浓度氯化钠溶液),设置了介电特性差异化分层模型。为标定不同输出功率下介电特性测量系统的误差范围,我们测定了不同输出功率环境下的合成不确定度(TCU),确定测量实验最佳可变功率范围。感应范围测量实验中,根据可能对感应范围造成影响的测量参数设置对照组,包括功率(-10、-5、0、3、6、9 dBm)、频率(1~500 MHz)、特氟龙与去离子水、乙醇形成介电常数[ε]差异高低对比组、特氟龙与不同浓度氯化钠溶液形成电导率[σ]差异高低对比组,上述分组均被设置在感应深度与感应直径测量实验中。结果合成不确定度测量结果表明测量功率大于-10 dBm(0.10 mW)可以得到相对准确的测量结果(TCU<2%)。感应深度测量结果表明感应深度与功率正相关(P<0.05)随着测量功率上升感应深度在去离子水与乙醇溶液中逐渐增大,差异达到70μm;感应深度与被测物电导率负相关(P<0.05),随着氯化钠溶液浓度的上升,对应感应深度逐渐下降,差异达到270μm;高介电常数的去离子水测量组感应深度在不同测量参数环境下均大于低介电常数的乙醇测量组。测量参数变化对感应直径影响不显著,不同测量参数环境下感应直径稳定在固定范围内(1.0~1.8 mm),介于在探头内导体直径与绝缘层直径之间,小于探头直径。结论开端同轴探头法测量介电特性感应范围受测量参数与被测物介电特性参数共同影响,其中感应深度受影响较大。
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关键词
开端同轴探头法
组织
介
电
特性
感应范围
微波成像
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职称材料
题名
人体组织电特性磁共振断层成像(MR EPT)技术进展
被引量：
18
1
作者
辛学刚
机构
南方医科大学生物医学工程学院
纽约大学医学院Bernard and Irene Schwartz生物医学成像中心
出处
《中国生物医学工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第1期83-90,共8页
基金
国家自然科学基金重点项目(69735101)
广州市科技计划项目(2014J4100160)
文摘
科学研究早已证实,人体组织的电特性参数(包括电导率和电容率)在正常组织与肿瘤组织之间差异较大,因此测量人体活体组织的电特性参数变化有可能成为肿瘤早期诊断的有效手段。磁共振成像(MRI)本质上是非电离电磁场,即强的静磁场、梯度磁场和射频电磁场与人体组织的相互作用,因此MRI影像信息中必然包含人体组织的电特性信息。MRI领域近年来新兴的研究热点之一人体组织电特性磁共振断层成像(MR EPT)技术,其就是研究如何从MRI影像信息中有效提取人体组织电特性信息。本文概述MR EPT技术的产生背景,从反映电磁场基本运动规律的麦克斯韦方程组出发,解析给出MR射频场与人体组织电特性参数之间的量化关系,深入剖析了3 T和7 T不同场强下MR EPT成像方法的国际研究进展以及潜在的技术突破口。同时,还介绍目前运用MR EPT技术开展的动物实验和前期临床人体测试等情况,展示这一新兴技术的诱人前景。
关键词
生物
组织电特性
人体
组织电特性
磁共振断层成像
磁共振射频
癌症早期检测
Keywords
electrical properties of biological tissues
magnetic resonance electrical properties tomography （ MR
分类号
R318 [医药卫生—生物医学工程]
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职称材料
题名
基于高场3 T磁共振的人体组织电特性成像
被引量：
1
2
作者
李晓南
刘国强
李孝凯
胡丽丽
袁子龙
朱静
机构
中国科学院电工研究所
中国科学院大学
湖北省肿瘤医院
中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司钻采工艺研究院
出处
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第12期1304-1310,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51577184)
北京市自然科学基金资助项目(7182111)
文摘
结合现代的影像学方法,提出了一种基于磁共振成像的生物组织电特性成像方法.根据磁共振图像扫描信号中包含目标体的电导率和介电常数等信息这一原理,从法拉第定律和安培定律出发,推导出了激励射频磁场与电特性之间的关系.利用基于双角度法的自旋回波扫描序列,对志愿者头部进行了高场3 T下的磁共振成像实验,初步得到了质子密度像、射频场映像以及相应的电特性像.改进的算法中引入梯度项后,图像上不同组织内部的电特性变化更加明显.与传统电阻抗成像以及常规磁共振成像相比,本文的新型磁共振电特性成像兼具高对比度和高分辨率的特点,作为一种功能成像,有望在相关重大疾病的预防和诊断方面发挥作用.
关键词
磁共振成像
组织电特性
射频场映像
电
阻抗成像
Keywords
magnetic resonance imaging
tissue electrical properties
radio frequency field mapping
electrical impedance tomography
分类号
Q64 [生物学—生物物理学]
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职称材料
题名
开端同轴探头法测量组织介电特性的感应范围
3
作者
刘永泓
黄云
辛学刚
余学飞
机构
南方医科大学生物医学工程学院
华南理工大学医学院
出处
《南方医科大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第7期1036-1043,共8页
基金
国家重点研发计划项目(2016YFC0100801)
广州市科技计划项目(201704020091)。
文摘
目的研究开端同轴探头法测量介电特性参数的感应范围。方法利用介电特性参数分层模型结合微距测量装置的方式建立开端同轴探头法感应范围的测量模型,以感应深度表示垂直方向感应范围,以感应直径表示水平方向感应范围。利用介电特性参数存在差异的多种材料(特氟龙、去离子水、乙醇、梯度浓度氯化钠溶液),设置了介电特性差异化分层模型。为标定不同输出功率下介电特性测量系统的误差范围,我们测定了不同输出功率环境下的合成不确定度(TCU),确定测量实验最佳可变功率范围。感应范围测量实验中,根据可能对感应范围造成影响的测量参数设置对照组,包括功率(-10、-5、0、3、6、9 dBm)、频率(1~500 MHz)、特氟龙与去离子水、乙醇形成介电常数[ε]差异高低对比组、特氟龙与不同浓度氯化钠溶液形成电导率[σ]差异高低对比组,上述分组均被设置在感应深度与感应直径测量实验中。结果合成不确定度测量结果表明测量功率大于-10 dBm(0.10 mW)可以得到相对准确的测量结果(TCU<2%)。感应深度测量结果表明感应深度与功率正相关(P<0.05)随着测量功率上升感应深度在去离子水与乙醇溶液中逐渐增大,差异达到70μm;感应深度与被测物电导率负相关(P<0.05),随着氯化钠溶液浓度的上升,对应感应深度逐渐下降,差异达到270μm;高介电常数的去离子水测量组感应深度在不同测量参数环境下均大于低介电常数的乙醇测量组。测量参数变化对感应直径影响不显著,不同测量参数环境下感应直径稳定在固定范围内(1.0~1.8 mm),介于在探头内导体直径与绝缘层直径之间,小于探头直径。结论开端同轴探头法测量介电特性感应范围受测量参数与被测物介电特性参数共同影响,其中感应深度受影响较大。
关键词
开端同轴探头法
组织
介
电
特性
感应范围
微波成像
Keywords
open-ended coaxial probe technique
dielectric properties of biological tissue
sensing volume
microwave imaging
分类号
R318 [医药卫生—生物医学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
人体组织电特性磁共振断层成像(MR EPT)技术进展
辛学刚
《中国生物医学工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015
18
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职称材料
2
基于高场3 T磁共振的人体组织电特性成像
李晓南
刘国强
李孝凯
胡丽丽
袁子龙
朱静
《北京理工大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
1
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职称材料
3
开端同轴探头法测量组织介电特性的感应范围
刘永泓
黄云
辛学刚
余学飞
《南方医科大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020
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