基于MREIT的病变组织无创检测研究

高分辨率电导率分布对生物医学基础研究与临床诊断具有重要意义，为此本项目原创性地提出了基于核磁共振成像技术的电导率成像新算法应用于头部病变组织的电导率重构、乳腺肿瘤的无损伤、早期发现和前瞻性预报上。磁共振电阻抗成像的高分辨率与精确度使其在方面具有独特的优势，本项目提出通过求解电流密度非线性矩阵，提出克服成像物体旋转的磁共振电阻抗成像代数重构算法，以获取非均质电导率分布；并利用磁共振电阻抗成像实现对五层真实头有限元模型白质组织各向异性均质电导率的重构，其结果可用于脑电脑磁正/逆问题及脑瘤等脑部疾病的早期诊断和辅助治疗。针对病变组织非均质特性，提出采用J-substitution算法重构组织各向异性非均质电导率模型，为无创病变组织的高分辨率电导率重构提供了一个可行的方案，初步理论分析与计算机仿真实验验证了算法的可行性与有效性，为MREIT在临床上的进一步应用打下了坚实的基础。

本项目从MREIT 逆问题算法入手，原创性地提出了基于核磁共振成像技术的电导率成像新算法应用于头部病变组织的电导率重构、乳腺肿瘤的无损伤、早期发现和前瞻性预报上。本项目提出通过求解电流密度非线性矩阵，提出克服成像物体旋转的磁共振电阻抗成像代数重构算法，以获取非均质电导率分布；并利用磁共振电阻抗成像实现对五层真实头有限元模型白质组织各向异性均质电导率的重构，其结果可用于脑电脑磁正/逆问题及脑瘤等脑部疾病的早期诊断和辅助治疗。针对病变组织非均质特性，提出采用J-substitution算法重构组织各向异性非均质电导率模型，为无创病变组织的高分辨率电导率重构提供了一个可行的方案，初步理论分析与计算机仿真实验验证了算法的可行性与有效性，为MREIT在临床上的进一步应用打下了坚实的基础。研究小组同时进行了电流密度成像实验，从实验角度验证了MREIT技术的可行性。在本基金支持下取得的研究成果如下：(1)发表和录用各类文章8篇；(2)成功申请专利5项；(3)参与国内会议及学术研讨会两次。上述研究成果都为今后MREIT 算法与实验相结合的研究奠定了基础。