中國(guó)科大開(kāi)發(fā)出醫(yī)學(xué)電阻抗成像新方法

近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)杜江峰院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在醫(yī)學(xué)電阻抗成像領(lǐng)域取得新突破，開(kāi)發(fā)出一種精準(zhǔn)、高效且穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)醫(yī)學(xué)電阻抗圖像重構(gòu)方法，成功獲得動(dòng)物血胸、氣胸狀態(tài)下高分辨電阻抗圖像。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《IEEE 醫(yī)學(xué)影像會(huì)刊》。

電阻抗成像技術(shù)是利用生物組織與器官的電特性及其變化規(guī)律提取與人體生理、病理狀態(tài)相關(guān)的生物醫(yī)學(xué)信息的成像技術(shù)。該技術(shù)的基本測(cè)量方式是通過(guò)體表電極陣列向檢測(cè)對(duì)象施加安全的電激勵(lì)(電流或電壓)，在體表測(cè)量響應(yīng)電學(xué)信號(hào)，由所測(cè)信號(hào)重構(gòu)出人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能電特性圖像。由于人體不同組織和器官的電特性不同，這種電特性圖像不僅包含了豐富的解剖學(xué)信息，而且能夠反映出組織和器官電特性相應(yīng)的生理、病理狀態(tài)和功能信息，在研究人體組織與器官功能變化和疾病診斷方面有重要的臨床價(jià)值。

電阻抗成像技術(shù)具有無(wú)損、無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射、低成本、操作簡(jiǎn)單、功能信息豐富等優(yōu)點(diǎn)，但電阻抗圖像重構(gòu)本身是一個(gè)嚴(yán)重病態(tài)的非線性逆問(wèn)題，傳統(tǒng)方法重構(gòu)出來(lái)的圖像空間分辨率和對(duì)比度較差。在硬件采集系統(tǒng)滿足一定測(cè)量精度的前提下，引入有效的圖像重構(gòu)算法對(duì)于高精度、高分辨率的電阻抗成像研究至關(guān)重要。因此，如何提高重構(gòu)圖像的分辨率，改進(jìn)重構(gòu)算法的穩(wěn)定性，以及加快重構(gòu)速度實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)成像成為當(dāng)前電阻抗技術(shù)研究極具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。

杜江峰團(tuán)隊(duì)基于形狀先驗(yàn)信開(kāi)發(fā)出一種高分辨、高對(duì)比度的動(dòng)態(tài)電阻抗圖像重建算法，成功實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)、高效且穩(wěn)定的動(dòng)物血胸、氣胸狀態(tài)下電阻抗圖像重建。該算法具有失真小、速度快、對(duì)比度高、魯棒性強(qiáng)、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。據(jù)介紹，該成果為開(kāi)展臨床醫(yī)學(xué)精準(zhǔn)、高效且穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)電阻抗成像奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，有望加速推進(jìn)電阻抗成像技術(shù)的臨床應(yīng)用發(fā)展。