适于早期乳腺癌筛查的电阻抗扫描成像新方法及关键问题研究

电阻抗扫描（EIS）成像已被证实具有应用于早期乳腺癌检测的潜力，但乳房内深层微小癌变会增加其检测难度，而致使检测准确率降低，为此亟待研究可对深层微小癌变敏感检测的EIS新方法。预研中我们发现传统EIS所用的脂肪型乳腺模型对腺体型乳房结构的妇女不适合；还证实了多频电阻抗特征参数表征检测结果的方法相比传统"灰度图"能提高检测准确率。据此，本项目拟对影响EIS检测结果准确解析的关键问题进行深入研究。从基于乳房结构分类的组织电阻抗谱特性和模型研究入手，采用模型等效及分解的方法研究抑制皮肤高阻抗影响的算法，以达到对皮下感兴趣区阻抗信息准确提取的目的；进而重点研究基于乳房结构特征的乳癌多频电阻抗敏感参数提取、判别及表征方法；同时为确保高精度稳定采集宽频信号，提出含"固态式"电极-皮肤接触界面且压力敏感的电极系统和实时动态检测模式的设计新方法。本项目可为推进EIS技术在早期乳腺癌筛查中的应用奠定基础。

电阻抗扫描（EIS）成像已被证实具有应用于早期乳腺癌检测的潜力，为提升其对深层微小癌变的检测准确率，亟待研究乳腺EIS新方法。为此本课题以影响EIS检测结果准确解析的关键问题为目标进行深入研究，首先研究了基于乳房结构分类的组织电阻抗谱特性，同时建立了逼真的三维EIS仿真模型。采用模型等效及分解的方法研究了抑制皮肤高阻抗影响的算法，并研究了基于多频EIS检测信息的参数提取及判别方法，使本方法辅助诊断后可显著提高EIS的诊断精度约16%。本研究还进行了EIS检测电极优化研究，设计了“固态式”电极-皮肤接触界面，及具有压力敏感检测特性的检测手柄，可以提高操作员采集数据的质量。在此基础上，实现了高精度宽频实时动态硬件采集系统，该系统工作频率范围：100Hz~200kHz，检测精度大于0.1%，信号检测信噪比大于75dB，可进行并行数据采集及实时图像显示25帧/s以上。本课题研究实现的三维乳腺EIS仿真、多频EIS数据分析方法、“固态式”电极-皮肤界面、压力敏感检测电极以实时动态EIS检测模式均为创新性技术突破，为推进EIS技术在早期乳腺癌筛查中的应用奠定了基础。