脑磁感应断层成像(Brain Magnetic Induction Tomography, BMIT)技术,是一种新型的非接触式功能性成像技术。它利用磁感应检测原理,测量生物组织电导率分布,从而对生物组织电导率分布进行重构并成像。由于它具有无创、非接触等优点,适用于临床对脑水肿等病变进行连续监护。当前在临床上脑水肿可能由各种病因引起,比较常见的有高血压、脑肿瘤、脑外伤等。出现脑水肿时需要对病人进行连续、实时、准确的成像监护,以便于及时的诊断和救治。BMIT对于以上问题有着明显的优势和潜在的应用前景,但是过长过多的电磁暴露本身会对人体造成一定程度的伤害,而关于相关激励源研究没有详细的报道,所以满足人体在电磁暴露环境下安全标准的BMIT激励源对于临床应用具有十分重要的意义。同时,获得水肿脑组织与正常脑组织的电导率和介电常数对BMIT的临床实现具有重要意义。测量水肿脑组织与正常脑组织的电导率和介电常数,不但能够为BMIT的理论模型提参考数据,而且能够为BMIT系统被测目标实际相位差测量结果提供参考依据。本研究设计并实现了满足人体在电磁暴露环境下的安全标准的BMIT激励源,产生了满足安全标准的激励磁场。另外,对水肿和正常脑组织的电导率和介电常数分别进行了测量。具体工作内容如下:1.针对人体在电磁环境下暴露的安全问题,依据美国电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)电磁暴露安全标准,设计了三种激励线圈,矩形聚焦线圈、圆形聚焦线圈、螺线管线圈和相应的激励电路;2.通过测量激励线圈的电感值,在全磁通一定的情况下,校正激励电流以满足安全性标准。利用法拉第电磁感应定律,测量激励源产生磁场的磁感应强度大小,确保满足人体在电磁暴露环境下的安全标准;3.通过配制电导率为0.5S/m和1.5S/m的氯化钠溶液,在改进型BMIT激励源的作用下,对其产生的相位差进行测量,表明激励源在满足人体在电磁暴露环境下的安全标准后,可以有效地测量出被测目标产生的相位差;4.通过对家兔颈部淋巴回流阻断,建立淋巴滞留型脑水肿模型,然后将水肿脑组织和正常脑组织进行电导率和介电常数的测量,得到了相应的频谱。为BMIT系统早日应用于临床打下了基础。研究结果表明:1.利用人体在电磁暴露环境下的安全标准,设计并实现的改进型BMIT激励源能够产生满足此标准的磁场,以圆形聚焦线圈为例,在200KHz、1MHz、10MHz三个频率下,产生的磁感应强度最大分别为0.189T、0.057T和0.0054T,符合我们的设计要求。两外两种激励线圈产生的磁场的感应强度也同样满足标准要求;2.氯化钠溶液实验表明,本研究设计的激励源在满足人体在电磁暴露安全标准的前提下,可以测量出被测目标产生的相位差,随着频率、电导率的升高,相位差逐渐增加;3.脑组织发生水肿以后,其电导率和介电常数发生改变,具体表现为,电导率较正常脑组织增加,介电常数较正常脑组织减小。本研究不但实现了BMIT激励源在人体电磁暴露环境中的安全标准的要求,同时采用温度补偿型晶体振荡器作为信号的发生装置,大大减小了系统的体积,提高了便携能力,为系统早日临床应用打下了基础。对于脑组织水肿后的电导率和介电常数变化情况,测量结果表现为正常脑组织电导率小于水肿脑组织电导率,介电常数大于水肿脑组织介电常数。依据理论模型的推导,水肿脑组织产生的相位差就应该大于正常脑组织产生的相位差,为以后的实验提供了依据。