用于乳腺电阻抗扫描成像手持式检测探头的标准化定位方法设计

目的研究电阻抗扫描成像(EIS)手持式检测探头的标准化定位方法,以降低乳腺EIS检查中因人为操作探头而造成的检测位置差异,从而提高病变区多次检测图形对比分析的准确性。方法本文设计了包括探头、参考标尺、探头识别标签、摄像装置和计算机的定位系统,通过图像增强、图像分割、特征提取以及图像识别技术获取乳房特定参数信息。通过探头上的色标对检测实时位置进行判定,经坐标变换获得准确的探头姿态和位置,引导操作员将探头移动到目标位置。结果经测试,本系统可实现对EIS检测目标区阻抗信息和位置信息的同步获取,为EIS检查时提供精确的探头体表定位信息。结论通过本方法可以有效确保在多次EIS检查时,探头对目标区的定位信息保持一致,实现检测的标准化,提高乳腺癌诊断的准确率。

电阻抗扫描成像和高频超声诊断小乳腺癌的对照研究

目的:评价电阻抗扫描成像(electricalimpedancescanning,EIS)和高频超声对小乳腺癌的诊断价值.方法:乳腺肿块(直径≤2cm)54例病理证实,行EIS和高频超声检查,时间间隔不超过3d.结果:乳腺癌23例,EIS诊断小乳腺癌17例,敏感性73.9%,特异性80.6%,准确性77.8%,阳性预测值73.9%,阴性预测值80.6%;高频超声诊断小乳腺癌20例,敏感性87.0%,特异性87.1%,准确性87.0%,阳性预测值83.3%,阴性预测值90.0%.二者联合诊断,敏感性95.6%,特异性90.3%,准确性92.6%,阳性预测值88.0%,阴性预测值96.6%.结论:EIS对小乳腺癌的诊断有较大实用价值,且与高频超声结合应用,可以提高小乳腺癌的诊断准确率.

基于电阻抗扫描成像的乳腺癌自动诊断及参数提取

电阻抗扫描成像作为一种无损功能成像方法,在乳腺癌诊断方面已经成为X射线乳腺成像的辅助诊断工具.基于电阻抗扫描成像(Electrical impedance scanning,EIS)的人工诊断方法主观性强、诊断性能差异性较大.本文提出了一种新的乳腺癌参数提取算法-全参数提取算法(Complete parameters extraction algorithm,CPEA),并在此基础上设计了一个乳腺癌诊断算子-异常能量指数(Abnormal energy indicator,AEI),可将乳腺癌诊断及癌灶参数提取合二为一.临床实验表明,新方法可用于乳腺癌的实时诊断,具有较高的灵敏度和特异度,同时能够给出癌灶的完整参数信息。

乳腺电阻抗扫描成像数值分析

针对已有的电阻抗扫描成像分析模型与临床实际情况存在较大差异的问题,结合女性乳房结构、中国女性乳房实际大小、电参数及检测探头结构,构造了一个更加接近于实际情形的电阻抗扫描成像模型.采用有限元方法求解模型的静态电场方程并结合方差分析(Yates方法)对电阻抗扫描成像的相关参数进行统计分析.结果表明,当乳房中存在癌灶时,由于癌灶组织与周围正常组织在电参数上存在差异,乳房表面电流会存在相应的扰动.电流扰动程度受乳房大小、癌灶深度、大小以及周围组织电导参数及其交互因素的影响.如能通过测量夹具控制乳房大小,减少癌灶深度,可进一步提高电阻抗扫描成像的乳腺癌检测性能.

几种乳腺疾病的电阻抗扫描的频率特性

利用电阻抗扫描技术,研究人体乳腺在疾病状态下电导参数随激励频率的变化规律,为进一步的乳腺疾病检查打下基础。获得了浸润性导管癌、瘤样增生和乳腺腺病等三种乳腺疾病的电导参数的频率特性曲线,并与病变周围正常组织进行了对比,可以得出病变组织具有与正常组织不同的频率特性,而且上述三种不同种类疾病的频率特性也各有差异。因此提示可以根据频率特性的特征,来辨别病变的种类。

乳腺电阻抗扫描的频率特性初步分析

利用电阻抗扫描技术,对正常人体乳腺进行多个激励频率的测量,用于研究在其他条件相同的情况下,频率改变对测量所得的复电导的影响。获得了同一个体以及不同个体的正常乳腺的电阻抗扫描数据的频率特性曲线,分析了其一般特征,并对比了个体之间的差异情况。同时,还获得了乳头组织的频率特性曲线,并与其周围正常组织对比,揭示了这两种不同性质组织的频率特性具有显著区别。

电阻抗乳腺扫描成像临床数据管理系统的设计与实现

针对电阻抗乳腺扫描(ElectricalImpendenceScanning,EIS)的大量临床检查数据利用计算机应用技术进行现代化的快捷管理和数据统计。采用Borland公司的Delphi6.0编程工具并结合SQL语言,开发了EIS临床数据管理系统,高效、方便地对大量病历进行管理和检索。既可提高工作效率,又可减少错误和大量的人力劳作,是电阻抗乳腺扫描成像临床数据的良好辅助管理系统。

正常妇女电阻抗扫描乳腺检测数据的初步分析

目的 :研究正常妇女的电阻抗扫描乳腺检测数据的特征 ,为进一步的成像和判别异常阻抗区域打下基础 .方法 :对 191例正常志愿者的电阻抗扫描乳腺检查数据 ,分别计算其相应的电阻抗实部、虚部、幅值、相位等参数 .使用统计学方法 ,分析不同个体之间的电阻抗参数的差异程度 ,比较同一个体左右两侧的一致性 ,观察不同个体电阻抗参数与年龄、身高、体质量的相关性 ,分析同一个体不同测量位置和同次测量中不同电极位置的变化规律 .结果 :被测者电阻抗参数的个体差异程度较大 ,但自体的左右两侧一致性较好 .电阻抗参数与被测者年龄、身高、体质量没有显著相关性 .同一个体不含乳头区的参数基本接近 ,而含乳头区参数则显著增大 .结论 :不同个体的电阻抗参数不能直接用于判断阻抗的异常变化 ,但同一个体的左右两侧以及不含乳头区的部位可以相互参照 ,用于判断阻抗的异常变化 .电阻抗扫描方法可以检测到阻抗的差异 .

医工创新任重道远——乳腺电阻抗扫描成像研究获“省一等奖”后的自考

我们课题组经过十余年的系统研究,率先研制出了国内首台能用于早期乳腺癌检查的电阻抗扫描成像乳腺诊断仪,是目前在该研究领域内全世界惟一获得完全市场准入的设备。该成果获得了2009年度陕西省科学技术一等奖。但是,回顾整个研究历程并展望未来的研究方向,还有许多问题亟待解决,仍需我们继续刻苦攻关,向着更高水平的研究迈进。

一种标校乳腺电阻抗扫描成像系统调理模块装置的开发

目的:研究开发对乳腺电阻抗扫描成像系统(electrical impedance scanning system,EIS)调理模块进行标校的装置。方法:以高精度电阻为定标参考源,分析实测阻抗值和定标电阻值之间的差别,得到各频率下阻抗幅值和相位校正参数。结果:开发了用于EIS调理模块进行标校的装置,使用该装置对EIS进行标校后,在100～200 kHz的较高频段,系统准确性最大可提高15%,均一性最大可提高18%。结论:使用设计的系统对EIS成像系统标校,可提高EIS成像系统的精度。

具有倾角传感的乳腺电阻抗扫描检测探头设计

目的:研制具有倾角传感的乳腺电阻抗扫描(electrical impedance scanning,EIS)检测探头,实现在EIS检测过程中获取检测探头的倾角信息。方法:建立乳腺EIS仿真模型,研究探头倾角对检测电极面电流密度分布的影响。以三轴加速度传感器为核心器件设计倾角检测模块,利用最小二乘拟合方法对输出角度进行标定。将倾角检测模块集成于原有的乳腺EIS检测探头内,配合相应的软件程序,实现对探头倾角的实时检测。结果:在-45°~45°范围内,具有倾角传感的乳腺EIS检测探头所测量的角度误差可控制在0.05°~1.08°之内,角度检测精度在1.1%~1.5%之内,可满足EIS实际应用中的检测需求。结论:具有倾角传感的乳腺EIS检测探头符合设计要求,有望对提升EIS检测精度发挥作用。

基于电阻抗扫描成像的乳腺癌新辅助化疗疗效评价的仿真研究

目的研究乳腺癌新辅助化疗期间,乳腺电阻抗扫描(Electrical Impedance Scanning,EIS)成像系统检测乳腺癌组织变化的能力。方法构建精细化乳腺电阻抗仿真模型,分析新辅助化疗期间EIS系统检测癌组织尺寸和电导率变化的能力,并对仿真数据进行曲线拟合得到对应的回归方程,最终得到衡量EIS系统检测癌组织变化的指标。结果EIS系统检测癌组织变化的能力与癌组织的长径和电导率变化均呈线性关系。当EIS系统检测阈值为0.05时,EIS系统可检测到的癌组织长径的最小变化量为2.17 mm,癌组织电导率的最小变化量为0.78 S/m。结论EIS系统能够实现对癌组织尺寸和电导率变化的敏感检测,仿真结果可为EIS应用于乳腺癌新辅助化疗疗效评价提供理论指导。

一种用于乳腺电阻抗扫描检测的目标体深度信息提取方法研究

目的:研究目标体深度信息提取算法及实现方法,以满足乳腺电阻抗扫描(electrical impedance scanning,EIS)临床应用中对感兴趣目标体(乳腺癌包块)进行立体定位的需求。方法:基于乳腺EIS“双层球面模型”推导感兴趣目标体深度求解算法,在得到深度求解公式的基础上,研究利用EIS实测数据对公式中各参数进行近似表达的方法。其中对参考电极电流这一参数提出3种参考电极设置模式(模式1、2、3分别将参考电极点距中心位置的距离设置为1、√2、2倍的电极间距)下的近似方法。最后利用物理模型实验对该算法的性能进行验证。结果:当目标体处于EIS有效检测深度范围内时,利用该算法可以对深度参数进行近似求解,但当目标体逼近EIS极限可检测深度时,深度求解的准确性会下降。当目标体所处实际深度在10 mm内时,利用参考电极模式1求解的结果更加接近实际深度。当实际深度大于12 mm时,利用参考电极模式3求解的结果与实际深度更为接近。结论:目标体深度求解算法的实现证实了利用EIS实测数据对目标体深度信息提取的可行性,为进一步提升乳腺EIS技术的检测性能奠定了基础。

乳腺癌浸润部位对其电阻抗频谱特性影响的研究

目的研究人体乳腺癌浸润部位对其电阻抗频谱特性的影响,为乳腺电阻抗扫描成像仪器检查结果中出现"暗区"现象提供实验依据和基础数据。方法依据乳腺癌浸润部位不同分为2组:浸润到脂肪组和浸润到腺体组,采用英国Solartron公司1255B型频响分析仪,四电极法离体测量组织电阻抗频谱特性,测量频率1Hz^1MHz。采用非线性曲线拟合的方法得到cole-cole模型参数。结果从电阻抗特性实部看,浸润到脂肪组中乳腺癌的电阻率大大低于周围脂肪组织;而浸润到腺体组的乳腺癌组织的电阻率高于周围腺体组织;从电阻抗特性虚部看,各种测量组织的特征频率有所不同:脂肪组织的特征频率在1kHz左右,乳腺癌组织在200k^300kHz;腺体组织为2k^3kHz。结论无论是测量数据还是模型参数,乳腺癌及其周围组织的电阻抗特性存在显著性差异,同时发现癌组织浸润的部位不同,其差异有所不同。

电阻抗扫描成像计算机辅助诊断方法研究

为了提高电阻抗扫描成像EISI(Electrical Impedance Scanning Imaging)在乳腺疾病检查方面的准确性,将独立分量方法(ICA)应用于EISI数据的特征提取,并结合支持向量机(SVM)进行乳腺疾病计算机辅助诊断(CAD)。实验结果表明:ICA方法所提取的特征对于乳腺疾病分类是有效的。对于良性肿瘤和恶性肿瘤的鉴别,提出的CAD方法灵敏度为74.2%,特异度为82.8%,准确度为80%。结合所提出的CAD方法和传统的EISI检查方法,可以提高EISI在乳腺疾病检查方面的可靠性,降低假阳性率,避免对良性肿瘤患者进行活检。

电阻抗扫描成像完备参数提取算法

为了提升电阻抗扫描成像的性能,本文提出了一个完备参数提取算法。该算法由前向问题建模以及参数提取两部分构成。前向问题模型基于静电散射理论,通过该模型可以获得前向问题的解析解。与常用的采用迭代过程的前向问题求解方法相比,采用新模型的前向问题求解速度大大提高。基于提出的前向问题模型,参数提取可以视作一个约束优化问题并采用改进的单纯形算法求解。仿真实验表明,完备参数提取算法与已有的参数或信息提取算法相比,不仅能够获得乳腺癌病灶更多的信息,并且准确度和鲁棒性更好。

电阻抗扫描成像病灶信息提取算法研究

为了提高电阻抗扫描成像在检查乳腺疾病中的性能,提出一种基于静电散射模型的乳腺病灶信息提取方法。基于一个放置于初始均匀电场中的电导率常数为σ1、半径为a的球体作为乳腺癌的模型,经过一系列的公式推导,给出一个提取乳腺癌病灶参数的方法。基于边界元方法对该模型进行了数值仿真。仿真结果表明,该模型可以有效地提取乳腺癌病灶的参数信息。

基于电阻抗扫描的乳腺组织阻抗频谱特性测量实验

为了研究乳腺组织电导率特性及肿瘤生长方式对电阻抗扫描(electrical impedance scanning,EIS)肿瘤成像特征的影响,作者对照分析了69例乳腺肿瘤患者的EIS成像、X线钼靶摄影及离体乳腺组织的阻抗频谱特性。实验得到了40例恶性肿瘤、34例良性肿瘤、49例腺体组织和41例脂肪组织的离体电阻率特性,其中腺体组织和良性肿瘤的电阻率数值最小,其次是癌组织,脂肪组织的电阻率数值最大。恶性肿瘤中EIS检查24例高亮表现,11例暗区表现,5例无表现;良性肿瘤EIS检查多数无特征表现。实验表明,癌组织与其周围正常组织的电导率有显著性差异。因恶性肿瘤浸润组织的不同,组织间的电导率差异会出现正向或负向变化,EIS检查表现出亮、暗不同的特征成像。良性肿瘤的电导率较好,但其与周围组织电导率差异无统计学意义,EIS检查无显著成像。

乳腺动态电阻抗扫描仪对早期乳腺癌检测敏感度的初步分析研究

目的：评价乳腺动态EIS技术对早期乳腺癌的检测敏感度,分析其临床技术优势。方法：对入组的67例对象进行乳腺动态EIS检测,分析不同临床体征（大小、位置、硬度）乳腺病变对检测敏感度的影响。结果：动态EIS对病变直径〈1.0cm及1～2.0cm的检测敏感度为85.0%及87.2%,对位于乳头乳晕区、乳腺外、内侧象限病变的敏感度为75.0%、88.9%及87.5%,对囊、实性病变敏感度为83.3%和88.3%。结论：该技术具有对组织功能性变化敏感检测的优势,有望用于乳腺癌早期筛查。

女性月经期前后电阻抗乳腺扫描成像的变化

目的研究女性月经期前后电阻抗乳腺扫描(EIS)检查图像的变化。方法 60例身体健康、25～45岁、不在孕期和哺乳期、未绝经的女性志愿者接受EIS。每人每周接受1次EIS常规检查,并且在每次月经周期前、后几天内也接受EIS检查,共持续14个月。观察月经期前后EIS成像的变化以及异常EIS成像与年龄的关系。统计分析采用配对卡方检验和卡方检验。结果观察发现异常亮斑(假阳性)在月经期前(月经期前3～5d)的EIS成像中出现,通常异常亮斑仅存在1周,到第3周(月经期后3～7d)后基本消失,并且成像结果更趋于均匀的灰度图。本组受试者中81.7%(49/60)的EIS成像在月经期前后发生变化。但也有18.3%(11/60)受试者的检查结果没有变化。60例受试者月经前3～5d与月经后4～7d的EIS检查成像比较差异有显著的统计学意义(P=0.000)。经期前、后EIS成像的变化与年龄无关(P>0.050)。结论女性月经前EIS成像可出现假阳性表现。为了能获得正确EIS检查结果建议进行EIS检测时应避开月经期前的时间段。