[发明专利]电阻抗断层成像乳腺肿瘤检测仪及其构成方法

说明书

本发明涉及一种在被测乳房部分注入安全的交变激励恒定电流，并在边界测量被测目标表面的电压信号，由被测得的电信号利用图像重构算法产生乳房断面的阻抗图像。这种图像是被检测部位的剖面，因此称为电阻抗断层图像，简称EIT，用来检测乳腺瘤，构成电阻抗断层成像乳腺肿瘤检测仪。

众所周知：目前对乳腺恶性肿瘤的检测，一般是检测乳腺软组织的损伤情况，如囊肿和肿瘤，但目前还没有检测软组织损伤的好办法，通常一般用钼靶X光摄像来鉴别，这种图像是结构性成像，它不能反映其功能性变化，或利用计算机断层扫描成像(即CT)、但成本昂贵、且对人体组织有害，而EIT是建立在当乳腺生成囊肿和肿瘤时，其生成部分的解电常数ε将会发生变化。肿瘤周围高密度血管化的组织与肿瘤血管组织形成明显对照，且呈低电阻抗特性，我们可以对电极输入恒定电流，然后测量电压电极上的电压来计算乳腺断面的阻抗分布图，如若生成肿瘤，就会在阻抗分布图上呈现肿瘤图象，这是一种具有广泛应用前景的新型成像技术。随着乳腺癌发病率上升，直接危害妇女健康，据美国国家癌症研究所报道，美国妇女一生中有1/8的人会患乳腺癌，第11～12分钟就有一人死于此病，而上海地区此病发病率也在逐渐上升，占癌症第三位，严重危害妇女生命。因此研究早期发现乳腺癌的检测手段具有非常重要的社会意义。

本发明的目的公开一种电阻抗断层成像乳腺肿瘤检测仪及其构成方法，利用先进的EIT技术，设计一种低成本，且普及的乳腺肿瘤检测仪，用于发现早期乳腺肿瘤，以造福于广大妇女。

为了达到上述目的，本发明实施方案是这样考虑的：

假设人体被检测的某一部面区域为A，A的边界条件为 ∂ A ]]>，根据MAXWII理论，该区域的阻抗为ρ，电位为Φ，它们的分布应满足LapLace方程：ρ^-1·Φ=0

边界条件：Φ=Φ ρ - 1 · ∂ Φ ∂ n = J 0 ]]>

其中：Φ₀是边界上的电位

J₀是边界的电流密度 ∂ Φ / ∂ n ]]>为沿 ∂ A ]]>外法向导数

因此，EIT的求解总是就转化为已知边界条件，求解阻抗分布和内部电位分布的非线性化问题，但人体内阻抗P，电位分布Φ的Laplace方程不能用解析法来直接求解P，它只能用“解正面问题最优化”的方法，借助于选代计算来实现。在EIT中是采用有限元来解正面问题。从而把解Laplace方程转为求解线性方程组，本发明采用小区域非均匀分割和神经网络方法来提高EIT的分辨率，重建图像，质量尚佳。