电阻抗断层成像技术(EIT)的数学建模与其他应用场景

电阻抗断层成像(EIT)技术在医学成像和隐身技术等领域有着广泛的应用前景,本文首先对EIT的成像原理及其优缺点进行了论述;然后,对EIT在隐身技术和作为机械通气检测新技术的临床应用方面进行了介绍;最后,介绍了EIT的数学建模,尤其详细介绍了四种电极模型.EIT数学模型带来了偏微分方程的正问题、反问题、硬件系统设计以及图像去噪问题,成为这一技术的核心的“卡脖子”部分.

电阻抗断层成像技术在ICU机械通气病人护理中的研究进展

电阻抗断层成像技术(EIT)已在临床诊治和围术期监测肺功能方面得到广泛应用,但在护理指导和效果评价方面的研究报道较少。综述EIT在重症监护室(ICU)机械通气病人个体化护理中的研究进展,以期推进EIT在护理中的应用推广,提升机械通气照护质量。

肺电阻抗断层成像技术评价不同吸呼比对机械通气雾化吸入患者肺通气功能的影响

目的利用肺电阻抗断层成像技术(EIT)监测不同吸呼比通气模式对机械通气患者雾化吸入治疗前后肺通气的影响。方法选择2019年3—12月苏州大学附属第二医院外科监护病房机械通气患者60例,在组间基线特征匹配的基础上,采用随机数字表法分为Ait_(1∶2)组(I∶E为1∶2)和Ait_(1∶1)组(I∶E为1∶1)。采用简易雾化器分别对两组患者进行雾化吸入治疗,雾化驱动氧流量均为6 L/min,雾化药物为吸入用布地奈德混悬液1mg/2ml+吸入用异丙托溴铵溶液250μg/2 ml。利用EIT监测雾化前后局部肺通气的变化,记录雾化开始前10 min(T0)及雾化结束后30 min(T1)呼气末肺阻抗(EELI)变化、平均气道压(Pmean)、气道峰压(Ppeak)、肺动态顺应性(Cdyn)及氧合指数(OI)。同时记录雾化前及连续雾化3天后肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)、C反应蛋白(CPR)及降钙素原(PCT)水平。结果雾化后,两组患者总ΔEELI均升高,但Ait_(1∶1)组高于Ait_(1∶2)组,并且Ait1:1组患者的ΔEELI在感兴趣区(ROI)1、ROI2及ROI3均高于Ait_(1∶2)组,组间差异有统计学意义(P<0.05);但两组在ROI4差异无统计学意义(P>0.05)。T1时,两组患者Pmean、Cdyn、OI均有所升高,但Ait1:1组患者各指标均高于Ait_(1∶2)组,差异有统计学意义(P<0.05)。T1时,Ait_(1∶1)组患者Ppeak有所降低,而Ait_(1∶2)组则略有升高,组间比较,Ait_(1∶1)组患者Ppeak低于Ait_(1∶2)组,差异有统计学意义(P<0.05)。雾化3天后,两组患者的TNF-α、IL-6、CPR及PCT较雾化前均有所降低,但组间差异均无统计学意义(P>0.05)。结论采用吸呼比1∶1通气模式下进行的机械通气雾化吸入治疗患者的肺功能改善效果优于吸呼比1∶2的通气模式。

电阻抗断层成像技术在肺部疾病中设定呼气末正压的应用进展

电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)技术是最近几年受到广泛关注的一种新型成像技术,实现了床旁可视化肺通气和肺灌注监测,越来越被临床接受和应用,在临床中具有重要实用价值。呼气末正压(Positive end-expiratory pressure,PEEP)是机械通气中重要参数之一,选择合适PEEP有利于复张塌陷的肺泡,改善肺通气以及氧合。EIT技术提供了肺区域性呼吸力学相关信息,可以实现个体化设置,在包括急性呼吸窘迫综合征、慢性阻塞性肺疾病、哮喘、新型冠状病毒肺炎等肺部疾病以及围术病人的PEEP的滴定起重要作用,本文就EIT技术在疾病中滴定PEEP的应用作以综述。

电阻抗断层成像技术综述

介绍了生物医学工程的重要研究课题之一的电阻抗断层成像(EIT)技术,它是利用对物体表面的电测量来重建反映物体内部结构及功能变化图像的—种新颖的计算机影像技术.本文对EIT技术的发展、正问题、逆问题及硬件系统作了较为详细的介绍,并给出本课题组在该研究方面所取得的部分结果.

电阻抗断层成像技术应用于脑血肿实时监测的仿真研究

电阻抗断层成像技术用于脑血肿的实时监测是发展医学成像技术的有意义的尝试。利用数值计算方法重建目标场域内部电导率的分布是电磁场数值计算科学在生物医学工程学领域的应用。文章介绍了作者在电阻抗断层成像技术重建算法领域所作的部分工作 ,包括拟牛顿法、Bulirsch- Stoer外推法。同时 。

基于电阻抗断层成像技术的图像监护软件系统的设计与实现

电阻抗断层成像技术是一种新兴的功能成像技术,基于该技术对病变进行实时图像监护具有良好的临床应用前景。本文阐述了基于该技术的图像监护软件系统的设计思路,详细介绍了软件系统的数据结构、数据流程、结构模块、界面等的设计及主要功能。该软件系统目前运行稳定,达到了电阻抗成像实时图像监护的目的。

电阻抗断层成像技术指导个体化呼气末正压通气的研究进展

呼气末正压通气(positive end expiratory pressure,PEEP)是常用的机械通气参数之一。联合PEEP通气可以使塌陷的肺泡及支气管扩张,改善肺通气和弥散功能,但过高的PEEP可能导致肺损害及血流动力学改变。目前关于PEEP的设置仍存在争论。电阻抗断层成像技术(electrical impedance tomography,EIT)将肺通气过程中阻抗变化以图像呈现,能够反映PEEP调整前后的肺部运动及通气变化[1]。本文就EIT指导个体化PEEP设置作一综述。

电阻抗断层成像技术在重度ARDS俯卧位通气病人肺部护理中的应用进展

综述电阻抗断层成像技术在重度急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)俯卧位通气病人肺部护理中的应用情况,以期为电阻抗断层成像技术在俯卧位通气病人肺部护理中的应用提供思路。

肺电阻抗断层成像技术在围麻醉期机械通气中的应用研究进展

保护性肺通气是围麻醉期管理的重要组成部分,合理的呼吸参数设置不仅有助于维持患者围术期的良好氧合,同时也可降低术后肺部并发症的发生率,对改善患者预后具有重要意义。肺电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)技术是一种无创、无辐射的新兴功能性成像技术,可实时动态监测胸腔内通气与血流的分布变化,指导围术期呼吸参数调节和患者的呼吸康复,已成为麻醉及呼吸危重症领域的热门技术。本文就EIT技术在围麻醉期机械通气中的应用及相关研究进展进行综述,以期为临床提供依据。

基于电阻抗断层成像技术的传感皮肤在混凝土损伤检测中的应用研究

提出了一种基于电的传感皮肤,可以应用于混凝土结构损伤检测。该传感皮肤由一层薄薄的导电性铜漆层构成,可以附着在混凝土表面,混凝土基体开裂会导致传感皮肤破裂,降低附近传感皮肤的电导率,通过电阻抗断层成像(EIT)技术可以检测到电导率的下降。文章总结了在聚合物基体和钢筋混凝土上进行试验的最新研究成果。此外,最新成果表明,重建图像的分辨率可以进一步提高。

电阻抗断层成像技术指导下康复护理对ICU呼吸衰竭患者机械通气时间和并发症的影响

目的分析电阻抗断层成像技术(EIT)指导下康复护理对ICU呼吸衰竭患者机械通气时间和并发症的影响,以期促进ICU呼吸衰竭患者肺康复护理锻炼措施的系统完善。方法采用随机对照试验方法,于2021年7月至2022年7月便利抽样法选取衢州市人民医院ICU收住的呼吸衰竭患者80例为研究对象,按照入院时间分组,2021年7—12月入院的40例患者为对照组,2022年2—7月入院的40例患者为观察组。对照组行常规康复护理措施,观察组行EIT指导下康复护理锻炼。对比分析2组患者的肺功能指数、ICU住院时间、机械通气时间、血气指数以及并发症发生率情况。结果对照组男22例,女18例,年龄(53.54±5.17)岁;观察组男21例,女19例,年龄(52.82±5.21)岁。干预后,观察组第1秒用力呼气容积、第1秒用力呼气容积/用力肺活量及第1秒用力呼气容积占预计值百分比分别为(2.82±0.67)L、(78.87±4.82)%及(74.24±9.65)%,高于对照组的(2.10±0.66)L、(65.59±3.67)%及(60.87±9.66)%,差异均有统计学意义(t=4.84、13.86、6.19,均P<0.05);观察组ICU住院时间和机械通气时间分别为(10.37±1.34)和(9.82±1.24)h,少于对照组的(12.19±1.22)和(11.54±1.37)h,差异均有统计学意义(t=6.35、5.89,均P<0.05);观察组动脉血氧分压及氧合指数分别为(90.76±12.46)mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)和(377.36±54.38),高于对照组的(72.65±11.65)mmHg和(329.15±42.26),差异均有统计学意义(t=6.72、4.43,均P<0.05);观察组动脉血二氧化碳分压为(45.32±4.87)mmHg,低于对照组的(52.73±4.27)mmHg,差异有统计学意义(t=7.24,P<0.05);观察组并发症发生率为7.50%(3/40),低于对照组的25.00%(10/40),差异有统计学意义(χ^(2)=4.50,P<0.05)。结论EIT导向下康复护理有利于提高ICU呼吸衰竭患者血气指数,改善肺通气功能,有效缩短患者气管插管时间及ICU住院时间,减少相关并发症发生率。

肺电阻抗断层成像技术在慢性气道疾病中的应用前景

肺电阻抗断层成像技术(EIT)是一种新型的床旁肺通气监测技术,它可以实时显示肺部气体甚至血流灌注的分布,具有连续监测患者的肺区域性通气状态及其对治疗反应的优点。由于EIT技术目前的临床应用主要集中在急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS),而在慢性气道疾病方面的应用较少。本文根据新的循证医学依据,探讨EIT在慢性气道疾病中应用的价值,提出新理念和展望。

电阻抗断层成像在急危重症医学研究热点与发展方向

目前急危重症患者的抢救和治疗一直是医学界的关注焦点。电阻抗断层成像技术提供了一种非侵入性的监测方法,可用于评估肺通气和肺灌注情况。介绍了目前电阻抗断层成像技术在急危重症患者应用的研究热点;展望未来,电阻抗断层成像技术将在急危重症患者的救治、改善治疗效果、提高患者的生存率和生活质量中发挥更大的作用。

电阻抗断层成像技术在儿科呼吸系统疾病诊治中的应用

电阻抗断层成像技术(electrical impedance tomography,EIT)作为一项新兴的功能性成像技术,具有无损伤、便携、图像监护等突出特点。肺功能成像是目前EIT最主要的应用领域,可以实现实时动态监测肺通气及血流灌注。本文对肺EIT在儿童呼吸系统疾病及其诊疗过程中的应用基础及临床研究进展进行总结,为未来EIT技术在儿科临床急救领域的推广应用提供帮助。

基于电阻抗成像技术的HP动作肺通气实时评估研究

目的探索电阻抗断层成像技术(electrical impedance tomography,EIT)用于实时精准监测HP动作中呼吸环节的可行性以及肺通气整体及局部关键参数。方法2023年9月纳入12名空军军医大学健康男性大学生受试者,于抗荷生理训练仪中进行HP动作30 s各3次,期间进行EIT及眼水平动脉压测量,用于分析肺通气整体及局部参数[吸气量(inspiratory volume,IV)、呼气均匀性(expiratory uniform,EU)、呼气流速(expiratory speed,ES)、通气中心(center of ventilation,COV)、左右肺通气比(right-to-left lung ventilation ratio,RtoL)等]与抗荷动作(anti-G straining maneuver,AGSM)抗荷能力之间的关系。结果HP动作期间眼水平收缩压为(148.82±22.75)mmHg,明显高于平静呼吸(PJ)期间眼水平收缩压[(95.17±8.51)mmHg,P<0.001]。从整体肺通气来看,与平静呼吸相比,受试者HP动作期间IV明显增大(P<0.001)。按照d值(即眼水平收缩压均值升高值=SBP_(HP)-SBP_(PJ))>60、30~60、<30 mmHg将受试者分为3组,吸气量比值(IV_(HP)/IV_(PJ))在d>60 mmHg组最大,而在d<30 mmHg组最小,差异有统计学意义(P<0.01);受试者HP动作期间EU明显减小,呼气更均匀,差异有统计学意义(P<0.05),呼气均匀性比值(EU_(HP)/EU_(PJ))在各组无统计学差异;HP动作期间ES明显更快,差异有统计学意义(P<0.001),呼气流速比值(ES_(HP)/ES_(PJ))在各组无统计学差异;HP动作期间吸气时间[(0.77±0.32)s]、呼气时间[(1.59±0.21)s]均明显缩短,差异均有统计学意义(P<0.001,P<0.01)。从局部肺通气来看,与平静呼吸相比,受试者HP动作期间COV明显更小,通气中心偏向腹侧,差异有统计学意义(P<0.001);RtoL减小,通气分布偏向左肺,差异有统计学意义(P<0.05)。结论EIT可对HP动作期间肺整体及局部通气进行实时成像,在AGSM训练及监测中具有很大的应用前景。

电阻抗断层成像技术在呼吸系统疾病中的临床应用

电阻抗断层成像技术(electrical impedance tomography,EIT)已有30多年发展史,是通过绑缚患者胸部的一条电极带连续发射阻抗波,根据其在胸腔内穿透不同组织的衰减程度构建成图像的一项新技术。该技术具有无创、实时、床边、无辐射、可连续观测等特点,并可对肺组织的不同区域分层或分象限(兴趣区域)观察,可了解在不同状态下肺全部或分层局部的通气情况[1]。EIT在机械通气患者区域性肺通气和慢性肺部病变的区域性肺功能测定具有显著效果。本文就EIT于呼吸系统疾病中的临床应用作一综述。

电阻抗断层成像技术监测肺血流的临床应用

作为一种非有创、无辐射的床旁成像手段,目前电阻抗断层成像技术(EIT)可对患者进行实时的肺通气评估和肺血流监测,从而实现床旁通气血流比的可视化,有效指导低氧血症的病理生理机制研判,同时也为肺血流生理学的研究提供新方法。在新型冠状病毒肺炎的研究及治疗中EIT也发挥了其独特、不可替代的作用。同时作为功能性成像,该技术的操作细节和图像重建算法仍需要更多的研究去进一步优化,在临床应用中提供更稳健的评估。本文从EIT肺血流监测的方法介绍、操作实施与监测指标、应用及相关研究进展三个方面进行了阐述。

电阻抗断层成像技术在肺灌注中的研究进展

电阻抗断层成像技术(EIT)是根据人体不同组织器官阻抗差异来进行实时监测的一种新兴技术,目前已被初步运用于临床研究和疾病诊疗。肺灌注是指肺组织的血流灌注功能,许多疾病的发生发展都和肺灌注情况密切相关,所以实时监测肺灌注显得尤为重要,而EIT的应用和发展进一步促进了肺灌注的监测,相关研究已取得极大进展。针对近几年相关研究,本文从EIT成像原理、肺灌注成像方法及其在临床中的应用等几个方面进行综述,以期对临床及科研工作者有所帮助。

电阻抗断层成像技术在轻中度急性呼吸窘迫综合征患者呼吸支持治疗效果监测中的应用

目的应用电阻抗断层成像技术(electrical impedance tomography technology, EIT)观察并比较无创通气(noninvasive ventilation, NIV)、经鼻高流量湿化氧疗(heated humidified flow nasal cannula oxygen therapy, HFNC)对轻中度急性呼吸窘迫综合征患者肺通气的影响。方法轻中度急性呼吸窘迫综合征患者50例,随机分为NIV组24例和HFNC组26例,分别给予NIV、HFNC治疗。治疗2 h时,应用EIT监测2组肺总体及背侧呼气末肺阻抗变化值、背侧潮气阻抗变化值,并进行比较。结果 NIV组治疗2 h时肺总体呼气末肺阻抗变化值[(1.07±0.22)%]、背侧呼气末肺阻抗变化值[0.42(0.41,0.46)%]及背侧潮气阻抗变化值[(10.17±2.31)%]均高于HFNC组[(0.20±0.02)%、0.03(0.02,0.04)%、(3.96±1.66)%)](P<0.05)。结论 EIT可监测呼吸支持治疗患者肺通气,轻中度急性呼吸窘迫综合征患者采用NIV改善肺通气较HFNC更具优势。