EIT系统硬件电路研究及设计(2)
目前，电阻抗成像技术分为注入式电阻抗成像技术，感应电流电阻抗成像技术（Induced Current，ICEIT）和多频电阻抗成像技术（Multi-frequency Electrical Impedance Tomography, MFEIT）。注入式电阻抗成像技术即传统的EIT技术，由任一注入电流或施加电压来进行：如果电流注入，则一些或所有电极上的电压将被测定。如果施加电压，则流过有源电极的电流将被测定。ICEIT技术作为新兴的无接触式电阻抗成像技术，通过生成交变磁场，激发生物体的感应电流，从而产生电压降，将电压降作为信号来构建组织内部图像。MFET技术在EIT基础上进行优化，利用多个频率同时激励下测得的各个部分的阻抗频率特性，逐频率构建图像，重构后可有效区分出不同的被测组织或者同一被测组织的各个状态,有针对性的突出目标组织。
近年，除了上述三种电阻抗成像技术以外，磁共振电阻抗成像（Magnetic Resonance Electrical Impedance Tomography , MREIT）技术也成为一种新的研究方向，这是一种将磁共振成像（MRI）技术和电阻抗成像（EIT）技术结合起来的功能成像技术。MREIT和传统EIT相比，改善了固有的病态性，重构后的图像分辨率和精确度都得到了提升。[3]
表1.1注入式EIT,ICEIT 以及MFEIT的比较
技术类型 电极设计 分辨能力 成像结果 局限性 接触性
注入式EIT 复杂 一般 一般 重构计算量小 接触性
ICEIT 较简单 较精细 较高 重构算法复杂 非接触性
MFEIT 较简单 较精细 较高 杂散电容的干扰 非接触性
EIT发展到现在，大部分系统通过数字信号处理器(Digital Signal Processor, DSP)和现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array, FPGA)或者可编程逻辑器件( Complex Programmable Logic Device ,CPLD)的协调工作来进行信号的处理，并以PC机作为上位机来重构图像。也有少量的研究是基于虚拟仪器和MATLAB软件。
国内外，EIT系统软件部分已经实现了在三文问题上的研究，作为一项临床研究应用仍处于研发阶段，距离大范围的推广仍有很多工作需要完成。
1.2 EIT的研究意义和技术难点
一套完整的功能成像EIT系统，在现有的医疗诊断手段相比具有突出的优点。
与电子计算机X射线断层扫描(Computed Tomography，CT)相比，EIT是功能成像，在分辨能力上存在一定差异。[4]CT虽然已经普遍应用于医学的各个检查领域，但由于X射线属于高能射线源，一定量的辐射累积会致癌，这一固有弊病导致无法将其作为常规诊疗手段。与此同时，对于一些空腔内脏的肿瘤，例如胃肠系统，由于肠壁较薄，再加上消化液和剩余食物残渣的影响，对于初期的肿瘤，CT技术难以辨别，容易漏诊。而EIT技术无创口，且对人体没有电离辐射损伤，因此可以作为连续测量的监控手段，且EIT重构图像既可以呈现人体解剖学结构，又可以通过一定的生理特征的变化，包括血液和代谢，了解器官的功能和生理变化，从而对疾病进行诊断。避免因为CT技术早期诊治的局限性而延误治疗时间和误诊。
EIT相比于核磁共振成像技（Magnetic Resonance Imaging，MRI）具有优势。由于MRI是解剖性影像诊断，相当一部分的病变无法确诊，而且由于MRI设备的噪音对患者的听觉有一定危害。[5]另外一个主要的原因——MRI的成本和单次检查费用过于高昂，而EIT克服了这些缺点。