定義

電阻抗成像儀是一種通過測(cè)量生物體或材料表面的電導(dǎo)率／電阻抗分布變化，重構(gòu)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)或功能狀態(tài)圖像的無創(chuàng)成像設(shè)備。其核心原理是利用不同組織／介質(zhì)在電流激勵(lì)下呈現(xiàn)的電阻抗差異（如肺部充氣?。觯螅?shí)變組織、腫瘤?。觯螅≌＝M織），通過邊界電極陣列獲取電壓數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)學(xué)算法反演生成二維／三維斷層圖像。

核心工作原理

1. 激勵(lì)－測(cè)量模式

• 在物體表面環(huán)繞布置１６～６４個(gè)電極。

• 向一對(duì)電極注入**交流電流（頻率通常１ｋＨｚ－１ＭＨｚ，電流＜５ｍＡ）。

• 測(cè)量其余電極間的邊界電壓差。

• 按序切換激勵(lì)電極對(duì)，覆蓋全部組合（如相鄰驅(qū)動(dòng)模式）。

2. 數(shù)據(jù)反演成像

• 正問題：建立生物體電磁學(xué)模型，計(jì)算給定阻抗分布下的理論邊界電壓。

• 逆問題：通過實(shí)際測(cè)量電壓與理論值的差異，利用圖像重建算法（如背投影法、牛頓迭代法、深度學(xué)習(xí)）反推內(nèi)部阻抗分布。

• 動(dòng)態(tài)成像：主要監(jiān)測(cè)阻抗的相對(duì)變化（如呼吸周期中的肺通氣），降低模型誤差影響。

關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)

核心應(yīng)用領(lǐng)域

１．　**醫(yī)學(xué)

• 肺通氣監(jiān)測(cè)（核心應(yīng)用）

• 實(shí)時(shí)顯示肺區(qū)域通氣血流分布（如ＡＲＤＳ患者肺復(fù)張?jiān)u估、呼吸機(jī)參數(shù)優(yōu)化）。

• 識(shí)別氣胸、肺不張、胸腔積液（阻抗異常升高／降低區(qū)域）。

• 腦功能成像

• 監(jiān)測(cè)腦水腫（阻抗↓）、顱內(nèi)出血（阻抗↑）。

• 研究癲癇／腦卒中時(shí)的電活動(dòng)傳導(dǎo)。

• 乳腺腫瘤篩查

• 惡性腫瘤電導(dǎo)率常高于正常組織３～６倍，輔助早期診斷。

• 胃腸動(dòng)力評(píng)估

• 胃排空、腸道蠕動(dòng)功能的無創(chuàng)監(jiān)測(cè)。

２．　工業(yè)無損檢測(cè)

• 管道腐蝕成像、復(fù)合材料缺陷定位、多相流監(jiān)測(cè)（油／氣／水分布）。

３．　地質(zhì)勘探

• 地下結(jié)構(gòu)電阻抗分布測(cè)繪（如地下水層定位）。

系統(tǒng)構(gòu)成

技術(shù)演進(jìn)方向

1. 多頻／頻散成像

• 利用組織電阻抗隨頻率變化特性（如β色散區(qū)分細(xì)胞結(jié)構(gòu)）。

2. 融合成像

• 與超聲／近紅外光融合，提升空間分辨率（如ＥＩＴ－ＵＳ雙模態(tài)系統(tǒng)）。

3. 人工智能優(yōu)化

• 深度學(xué)習(xí)替代傳統(tǒng)反演算法（Ｕ－Ｎｅｔ重建圖像、對(duì)抗生成偽影抑制）。

4. 可穿戴化

• 柔性電極＋無線傳輸，實(shí)現(xiàn)居家肺功能監(jiān)測(cè)（ＣＯＰＤ患者管理）。

典型設(shè)備參數(shù)

挑戰(zhàn)與局限

• 病態(tài)逆問題：微小測(cè)量誤差導(dǎo)致重建圖像劇烈震蕩（需正則化約束）。

• 個(gè)體差異：胸腔形狀、脂肪層厚度影響基礎(chǔ)電導(dǎo)率模型精度。

• 標(biāo)準(zhǔn)化缺失：尚無統(tǒng)一的**診斷閾值與操作規(guī)范。

代表設(shè)備與廠商

總結(jié)

電阻抗成像儀以無輻射、動(dòng)態(tài)功能成像為核心優(yōu)勢(shì)，雖空間分辨率有限，但在肺功能監(jiān)護(hù)、腦水腫監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域填補(bǔ)了傳統(tǒng)影像的空白。隨著算法革新與可穿戴技術(shù)發(fā)展，其潛力正在重癥醫(yī)學(xué)、慢性病管理中加速釋放，成為精準(zhǔn)醫(yī)療的重要工具之一。

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