Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Design of wearable and wireless electrical impedance tomography system…
Design of wearable and wireless electrical impedance tomography system
abstract
전기적 임피던스 단층 촬영(EIT)는 신체의 단면 임피던스 이미지를 재구성하기 위한 non-invasive(비 침습적) 접근 방법
이전에 연구되었던 EIT 시스템은 대부분 부피가 커서 응용 프로그램이 제한됨
본 논문에서는 웨어러블 및 무선 EIT 시스템을 제안함
최종적으로는 EIT 시스템을 미세화하여, 소량 및 무선 전송의 이점을 제공함으로써 기존의 EIT 시스템의 적용 한계를 감소시킴
시스템의 성능을 검증하기 위해서 팬텀 실험을 진행함
실험 결과 평균 BR 값이 1.3(오차 0.2) , 평균 위치 오차 비율 약 6.27(오차 3.14)% 임을 보임
제안된 웨어러블 및 무선 EIT 시스템은 우수한 시스템 프로토 타입으로 볼 수 있으며 더 많은 임상 응용 분야에 적용가능
introduction
1986년 Barber 등이 처음으로 제안한 전기적 임피던스 단층 촬영(EIT)는 신체의 단면 임피던스 이미지를 재구성하는데 사용되는 비 침습적 기법으로 품질 관리, 결함탐지, 지질탐사와 같은 다양한 응용분야에서 널리 적용
최근, EIT는 생체 이미지 재구성에 대한 연구에 적용,
2차원으로 재구성된 EIT 이미지를 통해 폐 질환을 모니터링 하는 것과 같은 질병 모니터링이 가능
EIT 기술은 다른 비 침슥적 생체 이미지 재구성 기술과 비교하여 생체 내의 방사선 축적을 효과적으로 피할 수 있음
MRI는 CT 나 PET 보다 안전하고 고새상도의 이미지를 제공하지만 비쌈
EIT는 다른 기술 보다 해상도가 낮지만, 보다 저비용,자유 방사선, 빠른 이미지 재구성의 이점이 있음
EIT 기술은 폐 가스 및 체액의 변화에 민감하기 때문에 다른 이미징 기술에서 할 수 없는 기능적 이미징 기능이 있음
EIT는 임상 적용 분야에서 반복적이고 간단한 생체 이미지 재구성에 더 적합함
EIT 기술의 개발은 주로 알려지지 않은 임피던스 분포를 얻기 위한 두가지 측정 방법을 기반으로 함
물체에 일정한 전압을 인가하고 물체를 통과하는 전류로 부터 임피던스 분포를 추정
물체에 일정한 전류를 주입한 다음 측정된 경계 전압으로 부터 임피던스 분포를 추청
EIT에 대한 내부 임피던스 분포를 추론하는 수학적 문제는 잘못된 역 문제
비선형 편미분 방정식의 정확한 해를 계산하려면 일반적으로 수치 분석 방법이 필요하며 많은 양의 계산 복잡성이 필요
EIT에서 많이 사용되는 이미지 재구성 알고리즘
역 투영 알고리즘, Newton-Raphson 알고리즘 등과 결합된 FEM(Finite Elements Method) 방식이 포함
Material ansd method
System design and implementation
그림.1 에 제안한 시스템의 기본 구성 및 사진이 도시됨
제안된 시스템은 정상 전류를 신체에 주입하고 경계 전압을 획득하여 신체의 단면 임피던스 이미지를 재구성 함
제안된 시스템은 표면 전극, 무선 EIT 모듈, 호스트 시스템을 포함
Wireless electrical impedance tomography module
그림.2에 무선 EIT 모듈의 블록도가 도시됨
정전류 소스 회로, front end 증폭기 회로, 복조 회로, 아날로그 멀티플렉서 회로, 마이크로 프로세서 및 무선 통신 회로로 구성
정상 전류 소스 회로 : 항상 정상 전류를 제공하기 위해 체택 되며, 주파수는 마이크로 프로세서에 의해 10khz에서 200khz까지 설정 가능
전극의 접촉 임피던스는 시스템의 정확도에 영향울 줌