阻抗成像实用化应用技术研究

阻抗成像(EIT)是一种全新的医学成像技术。它和其他成熟技术一样,需要一个从方法学研究,应用技术研究到临床应用的发展过程。需要理论—技术—应用—技术—理论的多次反复、循环,才能日趋成熟。我国从EIT方法学研究向应用基础和临床应用研究过渡的时机已经成熟。提出了我国EIT实用化应用技术研究可能面临的一些问题和建议,涉及电极性能与评价方法,成像算法和数据采集与图像处理方法等。希望能对我国EIT研究的发展有所帮助。     

电阻抗成像临床应用研究

电阻抗断层成像技术(EIT)是医学成像技术的一个新方向,具有无创、便携、廉价、操作简单、功能信息丰富等特点,是当今生物医学工程学的重要研究课题之一。本文介绍国外研究小组在EIT临床应用研究方面的一些新进展,包括区域性肺通气测量中不同兴趣区定义的比较,绝对肺电阻率测量的最佳电极位置,心搏出量监测,头部多频EIT分析和校准方法,癫痫发作期的EIT神经成像,冷冻切除组织存活性检测,以及绝对EIT与功能EIT检测肺部积气和积液。     

前列腺电阻抗断层成像的场域模型构建和仿真研究

目的:构建前列腺电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)模型,并开展仿真实验研究.方法:依据前列腺位置、尺寸和EIT要求,仿真建立基于经直肠电阻抗断层成像(transrectal electrical impedance tomogra-phy,TREIT)方法的场域模型...     

在逼近真实脑有限元模型上实现电阻抗断层成像的仿真研究

目的:建立具有大脑真实外形的脑有限元模型,并在此基础上仿真研究大脑生物电阻抗断层成像(EIT)。方法:利用曲线拟合方法模拟大脑外形曲线,借助有限元方法和等位线反投影算法完成脑EIT仿真成像。结果:电阻率变化的位置、面积和大小能准确重构出来,但成像质量有待进一步提高。结论:为脑EIT成像应用于临床打下基础。     

脑脊液变化对脑出血电阻抗成像表征的影响研究

目的:探究脑脊液(CSF)变化对脑出血电阻抗断层扫描(EIT)成像表征影响的基本规律,为成像方法改进奠定实验基础。方法:采用基于COMOSL软件建立含有脑脊液层和脑出血目标的三维颅脑有限元仿真模型,利用阻尼最小二乘算法重建CSF整体减少和局部减少情况下的EIT图像,以重建图像感兴趣区域(ROI)的平均阻抗值作为重建结果分析的主要参考指标。结果:当CSF整体体积减少时,EIT图像中存在阻抗升高的目标,易造成对出血目标成像的误判,当其体积减少2 ml以上时,EIT图像难以真实地反映出血目标的位置和变化信息;CSF体积的变化与EIT重建值之间具有高度相关性。在CSF体积局部减少的情况下,EIT图像能够反映出血目标的位置信息,但其重建值表达为阻抗升高。结论:脑脊液变化对脑出血电阻抗成像表征的影响研究证实,CSF体积变化是导致出血性病变在EIT图像中表现为阻抗升高的重要影响因素,可为后续脑出血EIT成像算法改进提供数据支撑。     

功能性影像技术研究进展

放射影像学主要基于人体解剖结构的分辨 ,但新的影像学已转而探索生物学和代谢方面 ,亦即人体组织器官的功能成像。本文从核素断层成像、磁共振谱(MRS)、磁源成像(MSI)、阻抗成像(EIT)及光学成像(OCT或NRI)等几方面综述了近年来功能性影像技术的研究与发展     

微尺度电阻抗成像在肿瘤细胞检测中的应用进展

电阻抗成像（EIT）具有无放射源、非侵入式检测、检测速度快并且成本低等优点,目前已经被广泛应用于生物学领域。EIT是一种新兴的细胞检测技术,随着EIT技术的发展,其传感器的尺寸已经从毫米级器官检测减小至微米级细胞检测,由于微尺度EIT检测相比于宏观尺寸的检测技术更为复杂,检测设备尺寸小且加工不易,结构复杂、电极集成难度大、噪声对电极采集的信号影响大等,导致微尺度EIT细胞检测技术发展受限。现围绕近年来微尺度生物检测中的EIT方法、生物电阻抗谱扫描（BIS）方法及BIS与EIT互为补偿方式等在MCF7乳腺肿瘤细胞检测方面的应用进行综述。     

超声造影和超声弹性成像诊断甲状腺良恶性结节的价值分析

目的探究超声造影(UC)和超声弹性成像(EIT)对甲状腺良恶性结节诊断中特异性和灵敏度。方法对2016年6月至2018年6月期间来我院急诊的甲状腺良恶性结节患者73例实施手术病理、常规超声、UC、EIT以及UC与EIT两者联合检查。结果常规超声诊断灵敏度、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为72. 58%、65. 38%、71. 43%和66. 67%,明显低于其他诊断方法,UC诊断灵敏度、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为96. 77%、94. 23%、95. 24%和96. 08%,均高于EIT,同时UC和EIT两者联合诊断灵敏度、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为98. 39%、96. 15%、96. 83%和98. 04%,高于UC诊断(P> 0. 05)。结论甲状腺良恶性结节诊断过程中应用UC和EIT,两种技术各有优点,两者联合具有较高灵敏度、特异性、阳性预测值和阴性预测值。     

肺部电阻抗成像系统

肺功能的连续监测对临床肺疾病患者的及时治疗十分重要.文中讨论了肺部电阻抗成像（EIT）的硬件系统,针对人体肺部仿真模型,利用Landweber预迭代算法进行图像重建研究.和线性反投影相比,结果表明,Landweber预迭代算法可削弱拖尾现象,提高图像质量,且重建过程分为离线预迭代和在线一步成像,提高了实时成像速度.     

基于数字相敏检波的恒流源输出阻抗检测及补偿技术实现

目的：为了提高电阻抗成像系统（EIT）的图像重构精度,研究并实现了恒流源输出阻抗值的检测以及补偿技术。方法：在EIT系统上设计了恒流源输出阻抗检测电路,用高速AD采回检测电路的输出电压值,并在数字信号处理器（DSP）实现数字相敏检波（DPSD）后得到恒流源输出阻抗。之后在恒流源输出端并联负电容补偿恒流源输出电容,以增大恒流源输出阻抗,提高EIT系统图像重构精度。结果：由实验结果发现,负电容补偿技术虽然无法使恒流源输出阻抗值趋于无穷,但是可使其阻抗值明显增大。结论：该阻抗检测方法及补偿电路独立于恒流源设计,是恒流源设计之外的测量和进一步提高其输出阻抗的方法,不仅可以很好地应用于EIT系统,也可以应用于其他对恒流源输出阻抗有较高要求的系统。     

基于电阻抗断层成像技术的图像监护软件系统的设计与实现

电阻抗断层成像技术是一种新兴的功能成像技术,基于该技术对病变进行实时图像监护具有良好的临床应用前景。本文阐述了基于该技术的图像监护软件系统的设计思路,详细介绍了软件系统的数据结构、数据流程、结构模块、界面等的设计及主要功能。该软件系统目前运行稳定,达到了电阻抗成像实时图像监护的目的。     

VC＋＋与MATLAB混合编程技术在生物电阻抗断层图像重建中的应用

目的：为满足电阻抗断层成像（EIT）过程中数据实时处理要求,开发肺呼吸过程电阻抗图像重建应用软件并阐述实现方法。方法：将MATLAB C＋＋数学库及Mathtools绘图函数库嵌入VC＋＋高级编程语言,实现动态调用图像重建算法、二维绘图函数及矩阵计算函数等,使其满足实时电阻抗断层成像数据处理与图像重构要求。结果：软件成功实现了肺呼吸过程的电阻抗断层动态成像与数据处理。结论：为电阻抗图像重建过程的实时数据处理提供了新方法。     

EIT图像重建算法的进展研究

介绍近年来在EIT图像重建算法方面的一些新进展。包括处理电极位置不确定或移动的影响;测量边界形状变化影响的算法;手持平批面阵列探头3D重建算法;EIT测量电路建模及优化;组织参数动态多频EIT在体重建;减小皮肤层边界效应的EIT算法等。     

乳腺影像学的发展与应用

乳腺癌是严重危害妇女健康的头号杀手,死亡率很高。而降低死亡率的关键是早期诊断,先进的乳腺诊断设备和活检技术是早期诊断的保证。本文简要介绍了乳腺影像学的发展和临床应用。指出近10年来乳腺影像学的发展很快,如乳腺X光机、CR、DR、MRT、PET、EIT、热成像、超声等设备。     

一种电阻抗断层成像的图像后处理算法

目的：研究电阻抗断层成像的图像处理方法,改善图像显示效果.方法：先利用相邻三角形单元的电导率估计节点的电导率,然后根据三角形单元3个顶点的电导率进行二维线性插值获得单元内任意点的电导率.结果：原始的按三角形单元分块显示的电阻抗断层成像的图像,可转换为光滑的图像.结论：图像显示效果得到很大的改善;此方法适用于所有三角形剖分的电阻抗断层成像的图像处理.     

一种提供脑部电阻抗断层成像先验信息的方法

电阻抗断层成像（EIT）逆问题是一个病态性问题，空间先验信息的提供可改善这个问题。介绍了一种提供脑部EIT成像先验信息的方法，通过这种方法可以获得头部检测断面的轮廓外形，以及颅内不同组织的结构分布。     

离体猪肝组织温度的电阻抗成像监测研究

目的：获得肝组织的EIT图像与温度的关系,为采用电阻抗成像法监测在肝肿瘤热疗时的体内温度奠定基础。方法：将新鲜离体猪肝放入装有盐溶液的物理模型中,测温探头插入肝组织的不同位置用于监测过程中的温度分布,用EIT实时图像监测肝组织的阻抗变化。结果：EIT图像显示组织温度上升时,组织阻抗逐渐下降。随着温度的上升,EIT图像目标区域颜色明显有变红,并呈扩散趋势。用边界电压、感兴趣区域重构值等表征温度时,可以获得较好的拟合效果,边界电压的最大拟合绝对误差在3.6℃左右,感兴趣区域重构值的最大拟合绝对误差在1℃左右。结论：温度变化与图像变化之间存在一定的关系,高温时组织电阻抗特性发生显著改变,在临床热疗中有可能通过EIT来实时监测热疗时的温度。     

人颅脑模型内阻抗扰动的电阻抗断层成像测量敏感性研究

目的：研究EIT技术对颅内不同区域病变的敏感性。方法：建立一个可相对准确地模拟脑部电阻率分布及其变化的物理模型,并通过实际的数据测量、图像重构与数值分析的方法,研究EIT技术对于颅内不同位置处的弱电阻率扰动的检测敏感程度。结果：当电极系统与扰动处于同一平面时,可以获得较好的敏感性;而选择模型的中间层电极进行EIT数据采集时,可以保证对模型内各位置处的扰动检测效果。结论：通过合理的电极位置选择,EIT技术可以实现颅内病变的准确检测。