在20世纪20年代,最早的EIT思想产生了,起初应用在地球物理学的研究中。一直到20世纪70年代,EIT技术开始应用于生物研究。在1978年,美国的Webster教授等兴起了EIT技术在生物医学领域的开端,Webster教授等首次提出了EIT这个理念,他们通过在人体表面放置电极系统,成功获得了人体胸部等位置的重建图像[4]。78583
1983年,英国的Barber和Brown领导小组开始研究EIT技术,他们开发了Mark I系统,并利用该系统在人体表面进行数据采集,获得了人体手臂的电阻抗图像[5],推动了当时EIT技术的进展。1995年,Smith和Brown等开发出了用于临床领域的新系统Mark II。Mark II系统数据采集模块有16个电极,幅值为、频率为的激励电流源,成像速度能够达到25帧/s。该系统在人体食管等部位有了初步的成像结果[6]。1996年,等人发现了一种方法,即1个3维EIT可以通过2个2维EIT获得[7]。
在90年代以后,EIT技术开始迅速的发展。1999年,等人对成像目标的三维EIT图像进行研究,发现在同一成像目标的三维EIT图像中,动态扫描图像与静态图像有着相似的特性[8]。2001年,等通过联合算法和模型,大大提高了成像效果[9]。EIT成像技术的研究在我国起步相对较晚,从20世纪90年代中期开始。但目前已经有不少工作者投入EIT研究工作,在图像算法、硬件电路上许多研究小组都有所进展,其中黄平教授等提出了以低灵敏度系数为基础的迭代算法[10],董秀珍等教授研究了EIT动态重构算法[11]并且开发了一套软件实验系统,大大促进了EIT研究的进展。
2010年,德国Dräger推出的关于通气和呼吸监护的产品得到了欧洲的认证,这也是EIT在临床应用上的第一批成果,推进了EIT技术的发展[12]。论文网
2012年,天津大学和英国EIT学会联合举办了第13届生物电阻抗成像国际会议[13],来自中国、英国、美国、日本等10多个研究小组都出席了本次会议。各研究小组以“电阻抗发展的最新技术和应用”为主题,依次详细介绍了国际EIT技术的研究进展以及EIT技术在工业和临床上的应用,促进了EIT技术的研究进展。
2013年,有研究小组提出了一种新的图像重构算法,即算法,此算法将矩阵中的微分计算由积分计算代替,提高了重建图像的质量[14]。
目前,英国、美国、法国、瑞典等近100个研究小组都在从事EIT技术的研究工作。尤其在欧洲,以英国为首建立了欧洲EIT统一行动组织,并且每年都会举行一次国际EIT研讨会。
2EIT的应用前景
如今EIT技术作为一种新的医学成像技术,具有无损伤、安全、无辐射、低成本、体积小、易携带、操作简单[15][16]等特点,在肺功能、肿瘤、脑部和肠胃及食管等具有十分广阔的应用前景:
(1)肺功能。因为胸腔的阻抗大小会受到肺部中空气量的变化的影响,并且胸腔的绝大部分空间被肺部占据,所以可用EIT技术来检测肺功能的情况。大量研究表明肺部的阻抗大小会受到由油酸导致的肺部浮肿的影响,因此EIT技术对于一些肺部疾病的诊断有很大的提升。
(2)肿瘤热疗监测。通过人工加热可以减小肿瘤的大小,但这需要把温度维持在43度左右,而EIT技术可以根据肿瘤周围的阻抗变化来精确地监测温度。
(3)脑部。脑出血是常见的致死性疾病,近年来其发病率和死亡率都大幅增加,尤其是新生儿颅内出血更加难以检测[17]。EIT技术可以根据神经活动会引起脑阻抗的变化,以及血液的阻抗高于脑脊髓的阻抗用于脑内出血的图像监护。
(4)肠胃及食管。肠胃内物质的电阻抗在进食后会发生变化,利用EIT技术可以检测肠胃内物质的运动过程,对胃食管反流性疾病的诊断有很多的提升。 EIT技术发展研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_90593.html