Научная статья на тему 'Электроимпедансная томография: исследования, медицинские приложения, коммерциализация'

Электроимпедансная томография: исследования, медицинские приложения, коммерциализация Текст научной статьи по специальности «Медицина и здравоохранение»

1119
55
Поделиться

Аннотация научной статьи по медицине и здравоохранению, автор научной работы — Корженевский А. В.

Использование неионизирующих полей и излучений для диагностики является актуальной задачей исследований в медицине и прикладной физике. Одним из путей решения этой задачи является использование электрического тока и низкочастотных электромагнитных полей для зондирования и визуализации свойств биологических тканей. Электрические свойства (в частности, электропроводность) патологических тканей значительно отличаются от свойств окружающих здоровых тканей. Проблема заключается в получении информации о пространственном распределении электропроводности внутри тела пациента. Электроимпедансная томография (ЭИТ) метод получения изображений распределения электрического импеданса внутри тела с помощью неинвазивных электрических измерений и последующего решения обратной задачи для уравнений, описывающих электрическое поле внутри неоднородной проводящей среды. Первые работы по ЭИТ были выполнены в Шеффилдском университете (Великобритания) [1]. Набор электродов располагается вокруг тела. Через пару электродов пропускается переменный электрический ток, а остальные электроды используются для измерения распределения потенциалов на поверхности. Измерения повторяются при всех возможных комбинациях токовых и потенциальных электродов. Измеренные данные затем позволяют реконструировать томографическое изображение. В настоящее время в исследования по ЭИТ вовлечено несколько десятков научных групп во всем мире. С начала 90х исследования начали развиваться и в России. Созданы системы для двумерной и трехмерной визуализации [2-5]. Предложены новые методы бесконтактных измерений [6, 7]. Представленные результаты показывают, что, опираясь на имеющиеся достижения в области разработки измерительных систем и алгоритмов решения обратных задач, можно создавать приборы, обладающие уникальными с точки зрения получаемой информации свойствами и имеющие широкие перспективы практического применения, о чем свидетельствует первая успешная коммерческая система для диагностики молочной железы [8].

Похожие темы научных работ по медицине и здравоохранению , автор научной работы — Корженевский А.В.,

Текст научной работы на тему «Электроимпедансная томография: исследования, медицинские приложения, коммерциализация»

ЭЛЕКТРОИМПЕДАНСНАЯ ТОМОГРАФИЯ: ИССЛЕДОВАНИЯ, МЕДИЦИНСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ, КОММЕРЦИАЛИЗАЦИЯ

А.В.Корженевский Институт радиотехники и электроники РАН E-mail: korienevsky(a),cplire. ru

New methods of medical imaging are presented. The methods are based on the usage of noninvasive electrical measurements and subsequent solving of inverse problem for electromagnetic field. The first commercial product based on electrical impedance tomography (EIT) has been introduced for diagnostics of breast.

Использование неионизирующих полей и излучений для диагностики является актуальной задачей исследований в медицине и прикладной физике. Одним из путей решения этой задачи является использование электрического тока и низкочастотных электромагнитных полей для зондирования и визуализации свойств биологических тканей. Электрические свойства (в частности, электропроводность) патологических тканей значительно отличаются от свойств окружающих здоровых тканей. Проблема заключается в получении информации о пространственном распределении электропроводности внутри тела пациента. Электроимпедансная томография (ЭИТ) - метод получения изображений распределения электрического импеданса внутри тела с помощью неинвазивных электрических измерений и последующего решения обратной задачи для уравнений, описывающих электрическое поле внутри неоднородной проводящей среды. Первые работы по ЭИТ были выполнены в Шеффилдском университете (Великобритания) [1]. Набор электродов располагается вокруг тела. Через пару электродов пропускается переменный электрический ток, а остальные электроды используются для измерения распределения потенциалов на поверхности. Измерения повторяются при всех возможных комбинациях токовых и потенциальных электродов. Измеренные данные затем позволяют реконструировать томографическое изображение. В настоящее время в исследования по ЭИТ вовлечено несколько десятков научных групп во всем мире. С начала 90х исследования начали развиваться и в России. Созданы системы для двумерной и трехмерной визуализации [2-5]. Предложены новые методы бесконтактных измерений [6, 7]. Представленные результаты показывают, что, опираясь на имеющиеся достижения в области разработки измерительных систем и алгоритмов решения обратных задач, можно создавать приборы, обладающие уникальными с точки зрения получаемой информации свойствами и имеющие широкие перспективы практического применения, о чем свидетельствует первая успешная коммерческая система для диагностики молочной железы [8].

1. Brown В.Н., Barber D.C. and Seagar A.D. Applied potential tomography: possible clinical applications. - Clin. Phys. Physiol. Meas., 1985, v. 6, p. 109.

2. Корженевский A.B. и др. Электроимпедансный компьютерный томограф для медицинских приложений. - ПТЭ, 1997, N 3, с. 133.

3 Cherepenin V., et al. Preliminary static EIT images of the thorax in health and disease. -Physiol. Meas., 2002, v. 23, p. 33.

4. Cherepenin V., et al. Three-dimensional EIT imaging of breast tissues: system design and clinical testing. - IEEE Trans, on Medical Imaging, 2002, v. 21, p. 662.

5. Корженевский A.B. и др. Электроимпедансная томографическая система для трехмерной визуализации тканей молочной железы. - Биомед. технол. и радиоэл., 2003, N 8, с. 5.

6. Korjenevsky A., Cherepenin V. and Sapetsky S. Magnetic induction tomography: experimental realization. - Physiol. Meas., 2000, v. 21, p. 89.

7. Корженевский A.B. Бесконтактная томография электропроводящих сред квазистатическим переменным электрическим полем. - РЭ, 2004, т. 49, N 6, с 761.

8. Веб-страница http://www.impedance.ru/products.html