电阻抗断层成像技术(Electrical Impedance Tomography，简称为EIT), 是当今生物医学工程学重大研究课题之一，它是继形态结构成像之后,一种以生物体内电阻抗分布或变化为成像目标的新型无损伤功能成像技术[1]。对人体组织器官电性能的研究表明, 人体内不同组织以及组织在不同的功能状态下具有不同的电阻抗，即当人体的组织器官发生局部病变时，病变部分的电阻抗与正常部分的电阻抗明显不同，EIT就是根据这个原理，达到功能成像的目的。ETI技术通过置于生物体体表的电极将小信号交流电流注入到物体内部（用于人体测量时,电流频率通常小于l00kHz,电流幅度小5mA)，再通过EIT数据采集系统，测量得到其余电极上的电压信号，根据激励电流信号，电压信号的关系，用一定的重构算法得到生物体内部电阻抗分布或变化的信息，进而可以用计算机重建出反映物体内部结构的图像。

EIT系统的成功主要依赖于数据采集技术和图像重构技术。电阻抗成像系统的总体结构如图1.1所示：

图1.1 电阻抗成像系统框图

电阻抗成像是一种功能成像，即充分利用阻抗所携带的丰富的生理和病理信息实现功能成像[2]。ETI技术不使用核素或射线，且施加到人体内的激励电流的幅度和频率都相对较低，所以EIT检测技术与其他成像检测手段如X射线成像、计算机断层扫描成像（CT）和超声波成像相比，对人体无创无害，且成像设备成本低廉，体积小，操作简便，不要求特殊的工作环境，可以多次测量，重复使用。可以作为对患者进行长期连续监护的理想的医院监护设备。

1.2 电阻抗成像技术国内外研究历程

1.3 电阻抗成像的应用

医学研究表明，病变组织器官的功能变化要比器质性病变和临床症状出现的早。而组织器官的功能变化与电特性信息是紧密联系的。因此，可在疾病的潜伏期，通过EIT系统及时检测和确认组织器官的功能性变化。非常有利于疾病的早期诊断与治疗。

EIT技术之所以能检测组织器官的功能性变化，是因为EIT对影响组织和器官电特性变化的因素非常敏感，比如血液体液的分布与流动，肺内的气体的容量，以及不同组织成分和变化等。在此基础上，可利用EIT进行心，脑，肺循环系统和肠胃消化系统的疾病检测与评价，血液动力学与流变学在体动态研究，恶性肿瘤的早期发现与诊断等等。ETI技术有不使用核素或射线，在进行医疗检测时对人体无创无害等优点，使得EIT技术的研究发展和临床应用得到了人们的广泛关注。论文网

EIT在医学检测中的一些应用介绍如下：

（1）脑部成像

由于脑部一些疾病和脑功能活动期间常伴随产生脑组织电阻抗的变化, 因此利用EIT技术可对大脑疾病和脑功能活动进行临床诊断和连续监护[8]。脑部阻抗成像的可行性研究早在90年代出就已经被提出,但在实际应用中最大的难点是颅骨导电性能差以致电流难以穿透到达大脑深部，脑阻抗成像易产生失真[9]。

一些研究小组用电极直接插入大脑内部的方法在动物身上进行了脑部电阻抗成像实验，结果表明当神经活动时，脑阻抗会发生显著的改变。虽然该实验方法无法应用于临床诊断，但脑部成像的限制因素有望通过提高数据采集精度和改进图像重建算法来克服。

（2）乳腺癌检测 

研究表明，人类正常的乳腺组织与恶性的乳腺组织之间的电阻抗有明显差异，通常，恶性肿瘤表现出更高的导电率和介电常数或更低的阻抗，因此EIT电阻抗成像技术可以用来分离良性和恶性肿瘤[10]。