生物電阻抗成像技術(shù)

生物電阻抗成像技術(shù)

學(xué)術(shù)報告

小組成員：蔡宏劍陳睿劉思晨沈鑫徐香連楊威張頂革（名字按字母順序，并無先后）2021/5/91目錄生物電阻抗成像技術(shù)簡述生物電阻抗成像技術(shù)分類與原理生物電阻抗成像技術(shù)難點生物電阻抗成像技術(shù)現(xiàn)實發(fā)展與未來展望2021/5/92生物電阻抗成像技術(shù)簡述

電阻抗成像（ElectricalImpedanceTomography,EIT）是一種無創(chuàng)的以人體內(nèi)部的電阻率分布為目標(biāo)的重建體內(nèi)組織圖象的技術(shù)。人體是一個大的生物電導(dǎo)體，各組織、器官均有一定的阻抗，當(dāng)人體的局部器官發(fā)生病變時，局部部位的阻抗必然與其他部位不同，因而可以通過阻抗的測量來對人體器官的病變進(jìn)行診斷。

Ze=E/I=Re+JXeR=U/I2021/5/93生物電阻抗成像技術(shù)簡述

2021/5/94生物電阻抗成像技術(shù)簡述2021/5/95生物電阻抗成像技術(shù)分類與原理注入式電阻抗成像感應(yīng)電流電阻抗成像多頻電阻抗成像生物電阻抗成像技術(shù)分類與原理2021/5/96生物電阻抗成像技術(shù)分類與原理這是傳統(tǒng)的電阻抗成像方法，通常采用電流輸入測量電壓輸出或者采用電壓輸入測量電流輸出的方式。

EIT系統(tǒng)大致由三部分組成：信號注入于提取、A/D轉(zhuǎn)換和計算機(jī)接口、圖象重建與顯示。2021/5/97生物電阻抗成像技術(shù)分類與原理感應(yīng)電流電阻抗成像（inducedcurrentelectricalimpedancetomography,ICEIT）是一種新的EIT技術(shù)，它在被測目標(biāo)的周圍的外圍放置若干個激勵線圈，對其施加時變電流，在空間產(chǎn)生交變磁場，從而在被測目標(biāo)內(nèi)產(chǎn)生出感應(yīng)電流。測量目標(biāo)表面相鄰電極的電壓差，并用此數(shù)據(jù)進(jìn)行目標(biāo)區(qū)域電導(dǎo)率的圖象重建。2021/5/98生物電阻抗成像技術(shù)分類與原理多頻電阻抗成像（Multi-frequencyElectricalImpedanceTomography,MFEIT）是在EIT技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型成像技術(shù)，它在多個頻率激勵下測量人體組織內(nèi)的阻抗信息，對這些信息進(jìn)行處理，以達(dá)到更好區(qū)分不同的組織或組織所處的不同狀態(tài)的目的。由于MFEIT提取了人體組織在多個頻率下的復(fù)阻抗信息，可通過有目的的選擇頻率以突出感興趣的組織，甚至還可以通過多個頻率下的阻抗信息來估算組織阻抗模型參數(shù)，從而使最終的圖象含有較多的信息量，獲得較高的成像質(zhì)量。2021/5/99生物電阻抗成像技術(shù)分類與原理磁感應(yīng)斷層成像（Magnet-icInductionTo-mography，MIT）是一種有別于傳統(tǒng)EIT和ECT的電磁成像技術(shù)。MIT的基本原理是：將容積導(dǎo)體置于線圈（EXC）產(chǎn)生的激勵磁場B中，容積導(dǎo)體內(nèi)因電磁感應(yīng)作用而產(chǎn)生渦流，該渦流同時會感生出擾動磁場△B，改變了原激勵磁場B的空間分布，在測量線圈上可以檢測到△B+B。當(dāng)容積導(dǎo)體內(nèi)部的電導(dǎo)率σ分布發(fā)生變化時，渦流的強(qiáng)度和分布也會相應(yīng)發(fā)生變化，進(jìn)而使得測量線圈（REC）的電壓和電流也發(fā)生改變，這種電壓和電流變化間接地反映了導(dǎo)體的電導(dǎo)率分布及其變化，可用于進(jìn)行容積導(dǎo)體電導(dǎo)率分布的圖像重構(gòu)。2021/5/910生物電阻抗成像技術(shù)難點

EIT技術(shù)的困難在于反問題的非適定性（即：由電參數(shù)確定阻抗參數(shù)），即：邊界電壓的微小擾動可能引起解的巨大變化，這就要求EIT系統(tǒng)要具有很高的精度。另一困難在于它的信息量小，雖然可以用增加電極個數(shù)的方法來增加測量數(shù)據(jù)量，但就現(xiàn)在算法而言，數(shù)據(jù)量的增加將使計算量迅速增大。此外，目前最大可實現(xiàn)的生理阻抗變化只引起測量電壓10%的變動，所以通常認(rèn)為EIT測量硬件必須有至少0.1%精度。如何實現(xiàn)系統(tǒng)的高精度、高分辨率和算法的快速收斂是EIT技術(shù)的主要難點。生物電阻抗成像技術(shù)難點2021/5/911生物電阻抗成像技術(shù)現(xiàn)實發(fā)展與未來展望

任何生物醫(yī)學(xué)工程研究都應(yīng)該是以生物醫(yī)學(xué)為出發(fā)點，以生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用為最終的目標(biāo)?，F(xiàn)實發(fā)展與未來展望

EIT作為一種對人體的檢測與監(jiān)測的技術(shù)有許多的優(yōu)勢，其最重要的一點是可以對人體進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)控，這點是能彌補(bǔ)現(xiàn)在很多成像技術(shù)所不具有的，而其所具有的無創(chuàng)，無輻射，低成本與反復(fù)使用的功能則是其的另幾大亮點。深化生物阻抗檢測技術(shù)，提高檢測精度和信噪比，采用全信息的復(fù)阻抗檢測方法，改善理論模型，從細(xì)胞水平上提取與人體生理、病理狀態(tài)相聯(lián)系的豐富的阻抗全信息。研究和改進(jìn)成像算法，提高圖象分辨率；另外，還要利用EIT技術(shù)的優(yōu)勢，豐富和發(fā)展功能成像。多頻率E