生物电阻抗成像技术

生物电阻抗成像技术

学术报告

小组成员：蔡宏剑陈睿刘思晨沈鑫徐香连杨威张顶革（名字按字母顺序，并无先后）2021/5/91目录生物电阻抗成像技术简述生物电阻抗成像技术分类与原理生物电阻抗成像技术难点生物电阻抗成像技术现实发展与未来展望2021/5/92生物电阻抗成像技术简述

电阻抗成像（ElectricalImpedanceTomography,EIT）是一种无创的以人体内部的电阻率分布为目标的重建体内组织图象的技术。人体是一个大的生物电导体，各组织、器官均有一定的阻抗，当人体的局部器官发生病变时，局部部位的阻抗必然与其他部位不同，因而可以通过阻抗的测量来对人体器官的病变进行诊断。

Ze=E/I=Re+JXeR=U/I2021/5/93生物电阻抗成像技术简述

2021/5/94生物电阻抗成像技术简述2021/5/95生物电阻抗成像技术分类与原理注入式电阻抗成像感应电流电阻抗成像多频电阻抗成像生物电阻抗成像技术分类与原理2021/5/96生物电阻抗成像技术分类与原理这是传统的电阻抗成像方法，通常采用电流输入测量电压输出或者采用电压输入测量电流输出的方式。

EIT系统大致由三部分组成：信号注入于提取、A/D转换和计算机接口、图象重建与显示。2021/5/97生物电阻抗成像技术分类与原理感应电流电阻抗成像（inducedcurrentelectricalimpedancetomography,ICEIT）是一种新的EIT技术，它在被测目标的周围的外围放置若干个激励线圈，对其施加时变电流，在空间产生交变磁场，从而在被测目标内产生出感应电流。测量目标表面相邻电极的电压差，并用此数据进行目标区域电导率的图象重建。2021/5/98生物电阻抗成像技术分类与原理多频电阻抗成像（Multi-frequencyElectricalImpedanceTomography,MFEIT）是在EIT技术基础上发展起来的一种新型成像技术，它在多个频率激励下测量人体组织内的阻抗信息，对这些信息进行处理，以达到更好区分不同的组织或组织所处的不同状态的目的。由于MFEIT提取了人体组织在多个频率下的复阻抗信息，可通过有目的的选择频率以突出感兴趣的组织，甚至还可以通过多个频率下的阻抗信息来估算组织阻抗模型参数，从而使最终的图象含有较多的信息量，获得较高的成像质量。2021/5/99生物电阻抗成像技术分类与原理磁感应断层成像（Magnet-icInductionTo-mography，MIT）是一种有别于传统EIT和ECT的电磁成像技术。MIT的基本原理是：将容积导体置于线圈（EXC）产生的激励磁场B中，容积导体内因电磁感应作用而产生涡流，该涡流同时会感生出扰动磁场△B，改变了原激励磁场B的空间分布，在测量线圈上可以检测到△B+B。当容积导体内部的电导率σ分布发生变化时，涡流的强度和分布也会相应发生变化，进而使得测量线圈（REC）的电压和电流也发生改变，这种电压和电流变化间接地反映了导体的电导率分布及其变化，可用于进行容积导体电导率分布的图像重构。2021/5/910生物电阻抗成像技术难点

EIT技术的困难在于反问题的非适定性（即：由电参数确定阻抗参数），即：边界电压的微小扰动可能引起解的巨大变化，这就要求EIT系统要具有很高的精度。另一困难在于它的信息量小，虽然可以用增加电极个数的方法来增加测量数据量，但就现在算法而言，数据量的增加将使计算量迅速增大。此外，目前最大可实现的生理阻抗变化只引起测量电压10%的变动，所以通常认为EIT测量硬件必须有至少0.1%精度。如何实现系统的高精度、高分辨率和算法的快速收敛是EIT技术的主要难点。生物电阻抗成像技术难点2021/5/911生物电阻抗成像技术现实发展与未来展望

任何生物医学工程研究都应该是以生物医学为出发点，以生物医学的应用为最终的目标。现实发展与未来展望

EIT作为一种对人体的检测与监测的技术有许多的优势，其最重要的一点是可以对人体进行连续的监控，这点是能弥补现在很多成像技术所不具有的，而其所具有的无创，无辐射，低成本与反复使用的功能则是其的另几大亮点。深化生物阻抗检测技术，提高检测精度和信噪比，采用全信息的复阻抗检测方法，改善理论模型，从细胞水平上提取与人体生理、病理状态相联系的丰富的阻抗全信息。研究和改进成像算法，提高图象分辨率；另外，还要利用EIT技术的优势，丰富和发展功能成像。多频率E