Електромагнітна томографія в ІРЕ ран
Електроімпедансних томографія (ЕІТ)
ЕІТ - методика, що дозволяє візуалізувати просторовий розподіл електричного імпедансу (або провідності) всередині об'єкта, зокрема, всередині тіла людини, за результатами неінвазивних електричних вимірювань. Для реконструкції зображення використовуються значення електричного потенціалу, виміряні на поверхні об'єкта, при пропущенні через нього струму. Практична реалізація методу вимагає розробки швидкого та ефективного алгоритму реконструкції і створення вимірювальної апаратури, що забезпечує високу точність електричних вимірювань. Вимірювання в електроімпедансной томографії можуть бути зроблені досить швидко. У поєднанні з високою швидкістю обробки інформації це дозволяє візуалізувати багато процесів (такі як серцеві скорочення) в реальному часі. Ми розробляємо як вимірювальне обладнання ЕІТ, так і методи вирішення відповідної оберненої задачі.
Прилад з поясом для двовимірної візуалізації (отримання зображень поперечних перерізів)
Створено електроімпедансних томограф та програмне забезпечення, які використовуються в медичних дослідженнях, переважно в пульмонології. Основні переваги розробленого підходу наступні: можливість отримання зображення розподілу абсолютної електропровідності в поперечному перерізі тіла людини, висока швидкість вимірювань і формування зображень - до 12 кадрів в секунду. Важливими складовими томографической системи є система обробки даних і база даних. Згідно з першими клінічними результатами, новий прилад дозволяє діагностувати цілий ряд патологій в пульмонології, включаючи пухлини, і таким чином елекроімпедансная томографія може в багатьох випадках замінити рентгенівське обстеження, будучи безпечним і доступним альтернативним або додатковим методом. Система тестувалася також як засіб моніторингу легких у недоношених новонароджених дітей, а також для діагностування проблем кровообігу в кінцівках у дорослих. Тут наведені фотографії вимірювальної системи ЕІТ і анімаційне електроімпедансних зображення грудної клітини, на якому видно процеси серцебиття і дихання.
Сервер статичної ЕІТ реконструкції і галерея електорімпедансних зображень
Візуалізація розподілу абсолютної електропровідності всередині тіла (тобто реальної анатомії) до сих пір є інтригуючою проблемою в електроімпедансной томографії. Протягом декількох років наша дослідницька група розвиває швидкий і стійкий метод статичної електроімпедансной візуалізації, який в даний час використовується в експериментальних ЕІТ системах. Даний сервер створювався для того, щоб дати можливість дослідникам, що входять в ЕІТ співтовариство, спробувати застосувати цей алгоритм до даних, отриманих за допомогою різних інструментів і вимірювальних систем і оцінити переваги статичної in vivo візуалізації. Приклади таких статичних зображень представлені в ЕІТ галереї.
Вимірювальна система і алгоритм реконструкції для тривимірної статичної візуалізації
Система дозволяє отримувати зображення 3 D розподілу електропровідності в області простору під поверхнею шкіри до глибини в кілька сантиметрів. 256-електродний вимірювальна система і відповідний алгоритм реконструкції використовуються для візуалізації і діагностики тканин молочної залози і, зокрема, виявлення злоякісних пухлин (електроімпедансних мамографія). Тут наведені фотографія многочастотного електроімпедансних мамографа "МЕМ" і приклади томографічних зображень, отриманих в процесі клінічних випробувань.
Магнітоіндукціонний томографія (МІТ)
На відміну від електроімпедансной, магнітоіндукціонний томографія не потребує електричного контакту з досліджуваним об'єктом. У ній використовується взаємодія змінного магнітного поля з провідним середовищем. Таке поле, яке може порушуватися і реєструватися за допомогою компактних котушок, розташованих навколо об'єкта, піддається обуренню під впливом вихрових струмів, що виникають в об'єкті. Розподіл електропровідності (і діелектричної проникності) в об'єкті може бути реконструйовано за результатами вимірювань обуреного поля поза об'єктом. Метод магнітоіндукціонний томографії для слабкопровідних середовищ був вперше запропонований в ІРЕ РАН. Ми розробили теоретичні основи методу, алгоритм розв'язання оберненої задачі, методи розв'язання прямої задачі для моделювання вимірювальної системи. Наша дослідницька група створила і зазнала першу експериментальну 16-канальну вимірювальну систему для магнітоіндукціонний томографії. Вперше отримані томографічекіе зображення фантомів, побудованих з використанням розчину NaCl різної концентрації, а також магнітоіндукційні зображення перетину голови і грудної клітини людини. Магнітоідукціонная томографія може бути використана не тільки в медицині, але і в таких областях, як системи безпеки і огляду, геофізика і геологорозвідка, візуалізація і контроль в різних галузях промисловості. Тут наведені схема вимірювань, фотографія першої лабораторної вимірювальної системи для магнітоіндукціонний томографії та зображення, отримані за допомогою неї.
Електрополевая томографія (ЕПТ)
Метод ЕПТ використовує взаємодію високочастотного електричного поля з неоднорідною провідним середовищем без контакту з електродами. На відміну від електроімпедансной томографії тут відсутня інжекція електричного струму в середу ззовні. Взаємодія супроводжується високочастотним перерозподілом вільних зарядів всередині середовища і призводить до невеликих фазовим зрушенням електричного поля в просторі навколишньому об'єкт. Такого типу явища часто називають Максвелл-вагнерівських релаксацією. Вимірюючи обурення поля за допомогою набору електродів, розташованих навколо об'єкта, можна реконструювати внутрішню структуру середовища. Електричне поле, зрозуміло, можна використовувати і для візуалізації діелектричних (непровідних) об'єктів. Для цього випадку метод відомий як електроемкостная томографія (Еєт). Тут наведені результати моделювання ЕПТ візуалізації.
