Электроимпедансный маммограф

Импедансная томография

Импедансная томография

Введение.
1.Электрическая импедансной томографии(ЭИТ).
1.1. Электрофизиологические основы метода электрической.
импедансной томографии .
2.Принцип электроимпедансная томография.
3.Основная задача импедансной томографии.
4.Система уравнений.
5.Открытые для решения задачи.
6.Существующие импедансные томографические системы и
их применение.
7.Достоинства и недостатки метода импедансной томографии.
8.Заключение.
Литература

Введение
Создание изображений внутреннего анатомического строения и функций человеческого тела является фундаментальным для медицинской науки. Диагностика заболеваний, лечение и управление терапевтическими процедурами опираются на данные, получаемые с помощью медицинской визуализации. В настоящее время широко применяются такие методы интроскопии, как рентгеновская компьютерная томография, ЯМР-томография, УЗ-томография и тепловидение. Эти методы визуализации возникали как взаимодополняющие, а не заменяющие уже существующие методики. Нет универсального метода, который мог бы заменить все остальные. У каждого из существующих в настоящее время способов визуализации есть свои достоинства и недостатки, которые определяют область применения данного метода. Так, например, рентгеновская компьютерная томография имеет широкое применение при планировании лучевой терапии. Однако при исследовании новорожденных и беременных женщин требуется неионизирующие методики. В этом случае широко используются УЗ-томография и тепловидение.
1. Электрическая импедансная томография (ЭИТ)
Электрическая импедансная томография – техника получения изображения в срезах тела посредством неинвазивного электрического зондирования,расчетов и алгоритмов реконструкции распределения импеданса (сопротивление различных органов в ответ на электрический ток).
При приложении к биологическому объекту переменного тока, на поверхности регистрируются вызванные потенциалы. Зная величины приложенных токов и регистрируемых потенциалов, находят пространственное распределение электрической проводимости внутри биологического объекта. Поскольку различные участки биологического объекта, в зависимости от вида ткани и физиологического состояния, имеют различные свойства (проводимость, диэлектрическая проницаемость), знание пространственного распределения, этих свойств позволяет восстановить внутреннюю структуру этого биологического объекта.
Указанная задача имеет точное решение при наличии данных о регистрируемых потенциалах в каждой точке поверхности объекта при всех возможных формах приложенных токов. На практике это осуществить невозможно, ввиду конечности числа используемых электродов (в настоящий момент в лабораторных исследованиях используется от 64 до 512 электродов). Поэтому необходимо использовать численные методы решения задачи, заменяя непрерывную среду дискретной конечно — мерной структурой с возможностью варьирования точности получаемого результата в зависимости от глубины дискретизации.
1.1. Электрофизиологические основы метода электрической
импедансной томографии
Электрическая импедансная томография (ЭИТ) позволяет получать изображения пространственного распределения электрических свойств биологической ткани. Биоткань проявляет по крайней мере два важных электрических свойства. Во-первых, в ней существуют свободные носители заряда, и потому ее можно считать электрическим проводником. Следует ожидать, что электропроводность является характерным свойством различных биотканей и что по картинам распределений электропроводности можно различать структуры и обнаруживать очаги патологии. Во-вторых, биоткань содержит также связанные заряды, приводящие к диэлектрическим эффектам, и это по-видимому, делает возможным получение изображений распределений относительной диэлектрической проницаемости. Метод ЭИТ предполагает воздействие на биообъект переменным электрическим током. При работе с живыми тканями на переменном токе наблюдается дисперсия комплексного электрического сопротивления. Причем активная составляющая имеет слабую зависимость от частоты, ее можно считать по существу постоянной в диапазоне 10 Гц — 10 МГц. Емкостная составляющая сопротивления об- наруживает сильную зависимость от частоты. На частотах ниже 100 кГц емкостная составляющая на 2-3 порядка меньше активной составляющей импеданса. Поэтому при измерениях электрического импеданса на частотах 100 кГц и ниже целесообразно пренебрегать диэлектрическими эффектами. С помощью перемен- ного тока частотой больше 100 кГц возможно исследовать диэлектрические свойства ткани и получать изображения распределений относительной диэлектрической проницаемости. Однако на высоких частотах (свыше 200 кГц) серьезной проблемой эксперимента оказывается паразитная емкость электродов. Как известно, организм человека чувствителен к электрическому току, и эта чувствительность может проявляться в виде болевых ощущений. Механизмы электрочувствительности биоткани меняются в зависимости от частоты. При низких частотах (ниже 0,1 Гц) чувствительность обусловлена локальным элект- ролизом около перехода электрод-ткань. При этом ощущения возникают уже при токах силой 100 мкА и выше. На средних частотах (10 Гц — 10 кГц) электролиз становится обратимым, и преобладающим механизмом оказывается нервная стимуляция. При более высоких частотах (10 — 100 кГц) преобладающим биологи- ческим механизмом уже становится нагрев ткани. Учитывая присущую нервным волокнам задержку реакции на их возбуждение, благодаря малой скорости распространения импульса возбуждения вдоль нерва, для диагностических целей без всякого риска повреждения сердца, нервной системы и мышц, можно использо- вать переменный ток с частотой от 20 кГц и выше. При этом значение плотности тока не должно превышать величины 100 А м .Чтобы электропроводность ( активную составляющую комплексной удельной проводимости) можно было использовать для визуализации, необходимо выяснить область, в которой элект- ропроводность биоткани является линейной функцией напряженности электрического поля. Экспериментальные измерения, сделанные на частотах ниже 100 кГц и с плотностью тока менее 100 А м , показывают отсутствие каких-либо значительных нелинейностей резистивности ткани, используя разряд дефибрилляции через грудную клетку, показал небольшое уменьшение резистивности при плотности тока 16 кА м. В ЭИТ используются значения плотности тока ниже 1 кА м и, следовательно, предположение о линейности очевидно. Что касается емкостной составляющей импеданса, то при напряженности поля порядка 10 В м возможно проявление нелинейных свойств мембранных оболочек. Но импеданс мембран становится доминантным фактором лишь на частотах порядка 1 МГц В дальнейшем под термином удельное сопротивление будем подразумевать активную составляющую импеданса. Визуализация внутренних структур биообъектов оказывается возможной благодаря тому, что разные ткани имеют различную электропроводность. Получен большой объем экспериментальных данных по электропроводности биотканей, однако опубликованные данные сильно отличаются друг от друга, что связано с трудностями проведения измерений in-vivo и с проблемами сохранения тканей при измерениях in-vitro. Значения электропроводности для крови и других жидких тканей определяются довольно легко. Причем удельное сопротивление крови, в основном, зависит от процентного содержания форменных элементов, т.е. гематокрита. При изменении гематокрита от 40 % до 60 %, удельное сопротивление возрастает от 1,1 Ом м до 1,6 Ом м. На этом основан неинвазивный метод определения гематокрита крови. Однако при использовании этого метода надо учитывать тот факт, что удельное сопротивление зависит также от скорости кровотока. Как видно из таблицы, значение резистивности печени зависит от ее кровенаполнения. Это было выявлено в экспериментах на собаке путем измерений резистивности печени с хорошим кровенаполнением и при наложении лигатуры. Анизотропия скелетных мышц, связанная с их волоконной структурой, объясняет различные значения резистивности при продольных и поперечных измерениях. С помощью экспериментов получена зависимость между удельным сопротивлением и углом между линией измерительных электродов и мышцей. Удельное сопротивление миокарда также различно при продольных и поперечных измерениях, хотя анизатропность сердечной мышцы проявляется в меньшей степени, чем скелетных мышц.

Таблица 1.1 :Типичные значения удельного сопротивления для различных биотканей.


Легочная ткань — объект многих противоречивых научных отчетов. Витсоe и Киннеp показали изменения удельного сопротивления в опытах in-vivo на собаке от 7,3 Ом до 23,6 Ом м при вдохе и выдохе. Другими исследователями было опре- делено среднее значение резистивности легочной ткани от инспирации до экспирации 12,7 Ом м. Различные данные были получены и в экспериментах по определению проводимости жировой ткани. Это связано с зависимостью проводимости от химического состава жировой ткани и, главным образом, от содержания воды. Значительные трудности возникают при измерении удельной проводимости нервной и костной ткани. В частности, кость чрезвычайно трудно измерить, т.к. нельзя получить удовлетворительный электрический контакт. Примечательно, что электропроводность двух биотканей могут существенно отличаться, в то время как линейные коэффициенты ослабления рентгеновского излучения для них могут быть примерно одинаковыми, и поэтому их трудно дифференцировать с помощью рентгеновского компьютерного томографа. В табл. 1.2 приведены характеристики пяти биологических тканей.
Таблица 1.2 : Типичные значения удельного сопротивления и линейного коэффициента ослабления рентгеновского излучения для пяти различных типов биотканей.


Надо отметить, что удельное сопротивление биообъекта зависит также от его физиологического состояния. Особенно сильно влияют на электропроводность ткани ее кровенаполнение, водосодержание и температура. Известен факт, что при отмирании ткани, сопротивление ее падает. Это связано с разрушением клеток биоструктуры. Таким образом, с помощью метода ЭИТ возможно не только получать картину внутреннего анатомического строения человека благодаря различным электрическим свойствам органов и тканей, но также и оценивать некоторые физиологические параметры организма. Исследование диэлектрических свойств биологических тканей и реконструкция изображений распределения диэлектрической проницаемости оказываются возможным благодаря тому, что разные ткани имеют различные значения относительной диэлектрической проницаемости. Относительная диэлектрическая проницаемость тканей обладает линейностью для слабых электрических полей, но имеет сильную зависимость от частоты зондирующего тока.
Таблица значений относительной диэлектрической проницаемости
из этой работы приведена на таб.1.3.
Таблица 1.3: Значения относительной диэлектрической проницаемости для различных биотканей.

При проведении медицинской диагностики методом ЭИТ важно использовать физические характеристики электрического то- ка, которые полностью безопасны для пациента и которые, в тоже время, могли бы обеспечить приемлемые импедансные измерения. Для реконструкции изображения распределения удельной проводимости необходимо использовать зондирующий ток, имеющий частоту в пределах 20-100 кГц и среднеквадратическое значение 1-5 мА. Для реконструкции изображений распределения диэлектрической проницаемости необходимо использовать зондирующий ток, имеющий частоту более 100 кГц и среднеквадратическое значение 1-5 мА.
1. Принцип электроимпедансной томографии
Для получения изображения переменный ток инжектируется в тело через электроды, расположенные вокруг него и рассчитываются синхронно пограничные потенциалы. Все это делает возможным получение совокупности данных распределения импеданса, которые через процессор с помощью восстановительного алгоритма обеспечивают импедансную компьютерную томографическую картинку. Принцип импедансной томографии представлен на схеме (рис.1).

Рис.1. Принципиальная схема электроимпедансной томографии
Ток, протекая через среду, создает объемное распределение электрического потенциала (напряжений). Потенциал уменьшается вдоль линии тока по мере удаления от активного (инжектирующего ток) электрода. Падение напряжения на единицу длины (напряженность электрического поля) пропорционально величине тока и сопротивлению среды в соответствии с законом Ома. Измеряя падение напряжения и зная величину тока, можно вычислить величину сопротивления. Томографический алгоритм реконструкции позволяет использовать напряжения, измеренные только на поверхности тела, для вычисления пространственного распределения удельного сопротивления (или электропроводности) внутри него.
Первые алгоритмы реконструкции электроимпедансного изображения и даже все первые ранние полученные изображения in vivo, использовали восстановительный алгоритм – обратное проецирование, “back-projection”, разработанный D.C.Barber. Этот алгоритм адаптировали в дальнейшем к методу компьютерной томографии. По существу компьютерные томографические изображения построены с помощью расчетов обратного проецирования, полученных в проекции X-ray лучей вдоль постоянных линий, заданных расчетными значениями каждой точки, и затем после одновременного суммирования получают простое изображение.
1. Основная задача импедансной томографии (математическая формулировка)
Задача восстановления трехмерной структуры по области Ω сводится к решению уравнения

1. Система уравнений
Наличие достаточно большого количества экспериментов, в каждом из которых найдено распределение тока через границу Σ, соответствующее распределению потенциала на этой же границе, в общем случае, формально означает, что известно отображение (оператор):

1. Открытые для решения задачи
Электрическая импедансная томография интенсивно развивается последние 25 лет, и постоянный прогресс наблюдается как в теоретических, так и в практических исследованиях. В то же время, импедансная томография остается областью активных исследований и ставит большое количество вопросов перед исследователями в области теории, численного анализа и для экспериментаторов.
Основные области проблем:
(1) электроника
(2) алгоритмы
(3) клиническое применение
Вследствие плохо-обусловленного характера задачи (т.е. незначительные изменения регистрируемых напряжений могут быть причиной значительного изменения внутренней структуры объекта), необходимо выполнять измерения с максимально возможной точностью. Для клинического применения — эти исследования должны проводиться максимально быстро (например, для мониторинга). Необходимо использовать хорошие электроды, максимально покрывающие поверхность исследуемого объекта (т.е. должно использоваться больше количество электродов).
Плохо — обусловленность и нелинейность задачи реконструкции приводят к сложности разработки алгоритмов. Необходимо, чтобы алгоритмы были точные, быстрые и применимы к большому набору геометрий объектов.
6. Существующие импедансные томографические системы и
их применение

К настоящему времени не существует промышленных систем визуализации, основанных на методе ЭИТ, хотя в мире уже создано довольно много лабораторных установок для получения импедансных изображений. В этой главе будет сделан обзор наиболее важных разработок в области электрической импедансной томографии и возможностей применения этого метода в медицинской диагностике. Хендерсон и Вебстер в 1978 г. в своей работе описали исследования по восстановлению импедансного изображения грудной клетки. Они воспользовались измерительной системой с защитными электродами. Методика использования защитных электродов (фокусировка электрического поля) направлена на то, чтобы принудить линии тока к параллельным траекториям внутри объекта. Для достижения этого к объекту прикладывают пару больших электродов. Если предположить, что считывающий электрод разбит на множество малых электродов, то линии электрического поля между каждым из них и электродом возбуждения будут выглядеть сравнительно прямыми (для однородной ткани), и при этом можно измерить интегральное сопротивление вдоль прямой линии. В этом экспериментальном методе с защитными электродами предположение о прямолинейности линий поля справедливо лишь для однородной ткани. Хендерсон и Вебстер в своих экспериментах использовали один широкий электрод на спине торса и матрицу из 100 электродов впереди. Ими были получены изображения грудной клетки, которые не отличались хорошим качеством. Помимо низкого пространственного разрешения, изображения из-за электрической неоднородности получились с заметными искажениями. Приемлемые импедансные изображения биообъекта впервые были реконструированы английскими учеными Барбером и Брауном в 1982 г. Для получения измеренных данных они разместили предплечье в цилиндрический резервуар, наполненный солевым раствором. Вдоль стенки резервуара равномерно по окружности размещались 16 электродов. Они подавали ток частотой 100 кГц на пару соседних электродов, а на остальных электродах измеряли разность потенциалов между смежными электродами. Затем прикладывали ток на следующую пару электродов и опять измеряли разность напряжений на других парах электродов. Таким образом, число независимых измерений в этой стратегии измерений равнялось N(N-3)/2 (N — число электродов), т.е. 104 независимых измерения. В этом исследовании были использованы все 13 пар потенциальных электродов для каждой проекции, и измерения разности потенциалов были взяты для всех возможных пар приложения тока для того, чтобы усреднить данные и таким образом улучшить отношение сигнал/шум. Для реконструкции изображения был использован экви- потенциальный метод и фильтрация суммарного изображения с целью устранения эффекта размазывания. На полученных изображениях предплечья, которые приводятся в работе Барбера и Брауна хорошо различимы кости и основные магистральные сосуды.
7. Достоинства и недостатки метода импедансной томографии
Метод электрической импедансной томографии призван не заменить уже существующие методы диагностики, а служить их дополнением. Метод имеет ряд преимуществ, по сравнению с другими:
1) неинвазивный
2) безопасный, как следствие, возможно частое многократное диагностирование пациента, а также длительный мониторинг
3) относительная простота аппаратуры и компактные размеры
4) дешевизна
К недостаткам относится низкое разрешение (ниже, чем в ЯМРТ).
Заключение
Импедансная компьютерная томография является новым неинвазивным методом медицинской диагностики. Использование этого метода в медицинской практике — прекрасная возможность дополнить существующий арсенал диагностических методик. Получение качественных изображений методом ЭИТ является трудной задачей для осуществления и в настоящее время, промышленность не выпускает аппаратуру, основанную на этих принци-пах. Однако экспериментальные исследования в области импе- дансной томографии, проведенные в нескольких научных центрах и результаты данной работы позволяют сделать вывод о том, что метод ЭИТ является перспективным диагностическим методом, который в ближайшем будущем должен быть способным в отдельных своих применениях конкурировать с другими методами медицинской диагностики. Низкое пространственное разрешение метода не позволяет получить подробное изображение анатомического строения внутренних органов человека. Очевидно, что ЭИТ не в состоянии конкурировать по качеству получаемых изображений с рентгеновской компьютерной томографией. В то же время метод ЭИТ обладает высокой чувствительностью к изменениям удельного сопротивления биологического объекта. Можно предположить, что наиболее перспективной областью применения импедансной компьютерной томографии будет визуализация функционального состояния органов и тканей и измерение физиологических показателей организма.

Литература

Электроимпедансная томография (ЭИТ)

ЭИТ — методика, позволяющая визуализировать пространственное распределение электрического импеданса (или проводимости) внутри объекта, в частности, внутри тела человека, по результатам неинвазивных электрических измерений. Для реконструкции изображения используются значения электрического потенциала, измеренные на поверхности объекта, при пропускании через него тока. Практическая реализация метода требует разработки быстрого и эффективного алгоритма реконструкции и создания измерительной аппаратуры, обеспечивающей высокую точность электрических измерений. Измерения в электроимпедансной томографии могут быть сделаны достаточно быстро. В сочетании с высокой скоростью обработки информации это позволяет визуализировать многие процессы (такие как сердечные сокращения) в реальном времени. Мы разрабатываем как измерительное оборудование ЭИТ, так и методы решения соответствующей обратной задачи.

Прибор с поясом для двумерной визуализации (получения изображений поперечных сечений)
Создан электроимпедансный томограф и программное обеспечение, которые используются в медицинских исследованиях, преимущественно в пульмонологии. Основные преимущества разработанного подхода следующие: возможность получения изображения распределения абсолютной электропроводности в поперечном сечении тела человека, высокая скорость измерений и формирования изображений — до 12 кадров в секунду. Важными составляющими томографической системы являются система обработки данных и база данных. Согласно первым клиническим результатам, новый прибор позволяет диагностировать целый ряд патологий в пульмонологии, включая опухоли, и таким образом элекроимпедансная томография может во многих случаях заменить рентгеновское обследование, являясь безопасным и доступным альтернативным или дополнительным методом. Система тестировалась также как средство мониторинга легких у недоношенных новорожденных детей, а также для диагностирования проблем кровообращения в конечностях у взрослых. Здесь приведены фотографии измерительной системы ЭИТ и анимированное электроимпедансное изображение грудной клетки, на котором видны процессы сердцебиения и дыхания.

Сервер статической ЭИТ реконструкции и галерея электоримпедансных изображений
Визуализация распределения абсолютной электропроводности внутри тела (т.е. реальной анатомии) до сих пор является интригующей проблемой в электроимпедансной томографии. В течение нескольких лет наша исследовательская группа развивает быстрый и устойчивый метод статической электроимпедансной визуализации, который в настоящее время используется в экспериментальных ЭИТ системах. Данный сервер создавался для того, чтобы дать возможность исследователям, входящим в ЭИТ сообщество, попробовать применить этот алгоритм к данным, полученным с помощью различных инструментов и измерительных систем и оценить преимущества статической in vivo визуализации. Примеры таких статических изображений представлены в ЭИТ галерее.

Измерительная система и алгоритм реконструкции для трехмерной статической визуализации
Система позволяет получать изображения 3-D распределения электропроводности в области пространства под поверхностью кожи до глубины в несколько сантиметров. 256-электродная измерительная система и соответствующий алгоритм реконструкции используются для визуализации и диагностики тканей молочной железы и, в частности, обнаружения злокачественных опухолей (электроимпедансная маммография). Здесь приведены фотография многочастотного электроимпедансного маммографа «МЭМ» и примеры томографических изображений, полученных в процессе клинических испытаний.

Магнитоиндукционная томография (МИТ)

В отличие от электроимпедансной, магнитоиндукционная томография не требует электрического контакта с исследуемым объектом. В ней используется взаимодействие переменного магнитного поля с проводящей средой. Такое поле, которое может возбуждаться и регистрироваться с помощью компактных катушек, расположенных вокруг объекта, подвергается возмущению под воздействием вихревых токов, возникающих в объекте. Распределение электропроводности (и диэлектрической проницаемости) в объекте может быть реконструировано по результатам измерений возмущенного поля вне объекта. Метод магнитоиндукционной томографии для слабопроводящих сред был впервые предложен в ИРЭ РАН. Мы разработали теоретические основы метода, алгоритм решения обратной задачи, методы решения прямой задачи для моделирования измерительной системы. Наша исследовательская группа создала и испытала первую экспериментальную 16-канальную измерительную систему для магнитоиндукционной томографии. Впервые получены томографичекие изображения фантомов, построенных с использованием раствора NaCl различной концентрации, а также магнитоиндукционные изображения сечения головы и грудной клетки человека. Магнитоидукционная томография может быть использована не только в медицине, но и в таких областях, как системы безопасности и досмотра, геофизика и геологоразведка, визуализация и контроль в различных отраслях промышленности. Здесь приведены схема измерений, фотография первой лабораторной измерительной системы для магнитоиндукционной томографии и изображения, полученные с помощью нее.

Электрополевая томография (ЭПТ)

Метод ЭПТ использует взаимодействие высокочастотного электрического поля с неоднородной проводящей средой без контакта с электродами. В отличие от электроимпедансной томографии здесь отсутствует инжекция электрического тока в среду извне. Взаимодействие сопровождается высокочастотным перераспределением свободных зарядов внутри среды и приводит к небольшим фазовым сдвигам электрического поля в пространстве окружающем объект. Такого типа явления часто называют Максвелл-Вагнеровской релаксацией. Измеряя возмущения поля с помощью набора электродов, расположенных вокруг объекта, можно реконструировать внутреннюю структуру среды. Электрическое поле, разумеется, можно использовать и для визуализации диэлектрических (непроводящих) объектов. Для этого случая метод известен как электроемкостная томография (ЭЕТ). Здесь приведены результаты моделирования ЭПТ визуализации.

Публикации

  • И. К. Лакеев, А. В. Корженевский, Т. С. Туйкин. Разработка программного обеспечения для многопроцессорной архитектуры персонального электроимпедансного маммографа ПЭМ. Журнал радиоэлектроники . 2017. №12. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/dec17/9/text.pdf

  • П.А.Кобрисев, Т.С.Туйкин, А.В.Корженевский. Разработка бесконтактного монитора жизненных показателей человека. Журнал радиоэлектроники . 2017. №4. Режим доступа http://jre.cplire.ru/jre/apr17/10/text.pdf

  • Korjenevsky A V, Sapetsky S A Feasibility of the backprojection method for reconstruction of low contrast perturbations in a conducting background in magnetic induction tomography. Physiological Measurement, 2017 , 38 (6), pp 1204-1213

  • А.В. Корженевский «Устройство для проверки обуви на наличие в ней посторонних включений», патент РФ на полезную модель № 124808, дата публикации 10.02.2013
  • A.V. Korjenevsky and T.S. Tuykin, «Phase measurement for electric field tomography», Physiol. Meas., v. 29, pp S151-S161, 2008
  • А.В. Корженевский, Т.С. Туйкин, «Одноканальная измерительная установка для экспериментов по электрополевой томографии», Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, N 1, с 60-66, 2007
  • А.В. Корженевский «Устройство для бесконтактной проверки жидкости в сосуде на огнеопасность», патент РФ на полезную модель № 54208, дата публикации 10.06.2006
  • А.В. Корженевский, «Электроимпедансная томография: исследования, медицинские приложения, коммерциализация», Альманах клинической медицины, т. XII, II Троицкая конференция «Медицинская физика и инновации в медицине», Троицк, с. 58, 2006
  • A.V. Korjenevsky, «Maxwell-Wagner relaxation in electrical imaging», Physiol. Meas., v. 26(2), pp S101-S110, 2005
  • А.В. Корженевский, «Бесконтактная томография электропроводящих сред квазистатическим переменным электрическим полем», Радиотехника и электроника, т. 49, N 6, с 761-766, 2004
  • А.В. Корженевский, «Нейросетевые алгоритмы решения обратных задач радиочастотной томографии», Нейрокомпьютеры: разработка и применение, N 9-10, с 26-33, 2002
  • А.В. Корженевский, «Использование искусственных нейронных сетей для решения обратных задач электроимпедансной и магнитоиндукционной томографии», Журнал радиоэлектроники, N 12 — декабрь 2001, http://jre.cplire.ru/jre/dec01/index_e.html (электронный журнал)
  • А.В. Корженевский, С.А. Сапецкий, «Визуализация внутренней структуры протяженных электропроводящих объектов методом магнитоиндукционной томографии», Известия Академии наук; Серия физическая, т.65, N 12, с 1783-1787, 2001
  • А.В. Корженевский, В.А. Черепенин «Электрический маммограф», патент РФ на изобретение № 2153285, дата публикации 27.07.2000
  • А.В. Корженевский, В.А. Черепенин «Способ получения томографического изображения методом магнитной индукционной томографии», патент РФ на изобретение № 2129406, дата публикации 27.04.1999
  • А.В. Корженевский, В.А. Черепенин «Способ получения томографического изображения тела и электроимпедансный томограф», патент РФ на изобретение № 2127075, дата публикации 10.03.1999
  • А.В. Корженевский, В.А. Черепенин, «Индукционная томография», Радиотехника и электроника, т.42, N 4, с 506-512, 1997
  • Электроимпедансный маммограф МЭИК, Россия

    Электроимпедансный маммограф представляет собой новейшее медицинское оборудование, разработанное на основе инновационных инженерных и медицинских разработок. Прибор безвреден для пациента и медработника, проводящего процедуру. Аппарат с успехом применяют в российских медицинских учреждениях, а также в зарубежных странах: Италии, Венгрии, Казахстане, Словакии.

    С помощью данной аппаратуры можно визуализировать внутренние ткани и определять наличие опухолевых образований методом электроимпедансной томографии. Изображение представлено в нескольких поперечных срезах. Процедура безопасна для пациентки, поскольку в ходе ее проведения не используют рентгеновские лучи.

    В состав матрицы входит 256 электродов, от которых поочередно исходят электроимпульсы слабой интенсивности. Сила тока составляет всего 0,5 А. По телу начинают распределяться электрические потенциалы, информация о характере их распределения расшифровывается с помощью математических алгоритмов и выводится на монитор компьютера с помощью подключения по USB-кабелю.

    Преимущества МЭИК

    • Прибор выдает максимально точные данные, при этом не оказывает вредного воздействия на здоровье женщины.
    • Оборудование удобно в использовании, его можно устанавливать в любых учреждениях медицинского направления. Для функционирования аппарата требуется подключение к электросети и ПК.
    • Итоговые результаты выводятся в 3-х мерном изображении. Снимок можно оцифровать, применить трехмерную визуализацию, чтобы уточнить данные о состоянии опухоли, исследовать ее более детально. ПО дает возможность сопоставлять данные, полученные в ходе нескольких процедур, открывая при этом сразу несколько окон. Снимки можно передавать на принтер для дальнейшей распечатки.
    • Предусмотрена функция систематизации и архивации данных. Результаты накапливаются на жестком диске , в последствии их можно перемещать на съемные носители, распечатывать и отдавать пациентам в виде электронной карты.
    • Программное обеспечение имеет понятный и доступный интерфейс, в ней присутствуют все необходимые для проведения качественного исследования функции. Предусмотрен скриннинговый и диагностический алгоритм работы, функциональный режим выбирают в соответствии размерами исследуемых тканей.
    • Для работы с аппаратурой не требуется специальных знаний и навыков. Подготовка персонала к обслуживанию оборудования не займет много времени. Процедуру может осуществлять медсестра и передавать данные врачу для дальнейшего изучения.
    • Устройство отличается небольшими параметрами. Его вес составляет всего 2 кг. Прибор легко транспортируется, его можно брать на выезды к пациентам в отдаленные населенные пункты.

    Изделие отличается экономичными характеристиками при высокой производительности. Аппаратура не потребляет много электрической энергии. Не требуется затрат на размещение аппарата, расходные материалы продаются по доступной цене. Само изделие отличается невысокой стоимостью.

    Сравнительная характеристика методов диагностики рака молочной железы

    Показатель ЭИТ УЗИ Rn-маммография
    Точность 86% 78,7% 95 – 76,4%
    Специфичность 88 – 92% 82,6% 78,1%
    Чувствительность 84,2 — 86,5% 70,8% 7-,1%

    Маммограф МЭИК: снимки

    Маммограф МЭИК: окно программы

    Характеристики

    Требования к компьютеру
    • Процессор: Intel Pentium IV и выше (или совместимый)
    • Оперативная память: не менее 512 Мб
    • Свободное пространство на жестком диске: не менее 500 Мб
    • Наличие USB порта: да
    • Видеокарта:с поддержкой режима аппаратного ускорения 3D 128 Мб или выше
    • Операционная система: Windows XP с SP2
    • Монитор: не менее 15 дюймов по диагонали
    Обследование при скрининге 3-5 мин
    Процесс диагностического обследования, от момента сбора анамнеза до выдачи заключения около 15 минут
    Длительность сканирования 15 секунд
    Прогностическая ценность отрицательного результата 99%
    Прогностическая ценность положительного результата 73%
    Специфичность 99%
    Чувствительность 92%
    Электробезопасность соответствует требованиям ГОСТ Р50267.0 по классу II типу защиты В
    Климатическое исполнение УХЛ категории 4.2 по ГОСТ 15150
    Используемый ток для сканирования в пределах 0,5 мА + – 20% с частотой 50 кГц
    Габариты 180х160х110 мм
    Время непрерывной работы в течение 8 часов в продолжительном режиме с постоянной нагрузкой
    Вес 2 кг

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *