Электроимпедансный маммограф МЭИК v.5.6

Неинвазивная технология создания изображения. Электроимпедансный маммограф посредством наружного сканирования производит измерение электромагнитных явлений и их изменения. 3-D томографическая система. Поскольку распространение электрического тока не может быть ограничено двумерной плоскостью, то измеренные данные отражают изменение электропроводности в трехмерном пространстве, обеспечивая послойное изображение объекта. Относится к категории мягко-полевой (soft-field) томографии.

В отличии от компьютерного рентгеновского томографа, магнитно-резонансного томографа, позитронно-эмиссионного томографа, которые относятся к категории жестко-полевой томографии. Использует (non-local) нелокализованную EIT технологию создания изображения. Особенностью технологии создания томографического изображения с нелокализованными свойствами является то, что все точки на сканируемом объекте влияют на результат измерений, так называемое перекрестное измерение. Значение пикселя будет зависеть как от структуры объекта, так и от структуры окружающих тканей. Протекание постоянного, т.е. однонаправленного тока через электролиты, в частности через биологические ткани, сопровождается необратимыми химическими реакциями на электродах, через которые объект соединяется с внешней частью электрической цепи, поэтому в медицинской диагностике используется только переменный электрический ток достаточно высокой частоты (как правило, выше 1 кГц).

Допустимая величина тока ограничена его биологическим действием и повышается с увеличением частоты. Характеристики электрического тока, используемые в маммографе, разрешены для применения в медицине и являются безопасными для врача и пациента и значительно ниже «пороговых», т.е. не вызывают никаких болевых или иных ощущений у человека. 256 электродная панель с плоскостным расположением электродов. Используется плоскостной набор электродов. Электроды в плоскостной конфигурации расположены в одной плоскости. В этой конфигурации электроды смонтированы на платформе маммографа, удерживаемого рукой.

Преимущества использования плоскостной конфигурации электродов следующие:

• электроды фиксированы на плате и позиция электродов точно известна, так что проблему позиционной ошибки можно избежать
• сканирующая панель маневренная и может легко передвигаться по телу пациента, так что техника может быть предназначена для использования в реальном времени
• разрешающая способность при использовании плоскостной конфигурации электродов выше, чем при использовании круговой конфигурации электродов, так как обеспечивается минимальное расстояние до внутренних структур

При проведении электроимпедансного исследования на поверхности объекта располагают набор электродов, часть из которых используется в качестве индукторов, а часть как измерительные электроды. Обычно в качестве индуктора используется источник тока, а измеряются разности потенциалов между измерительными электродами. Все измерения проводятся на поверхности исследуемого объекта. Это так называемый смежный метод, при котором два электрода, расположенных на поверхности объекта, используются в качестве источника слабого переменного тока, генерирующего электрическое поле, а два других электрода, также расположенных на поверхности объекта, используются в качестве регистратора изменений электрического потенциала. В измерениях попарно участвуют все электроды. Используется алгоритм обратного проецирования вдоль эквипотенциальных поверхностей электрического поля с весовой функцией по горизонтали и вертикали для реконструкции объемного статического частотного изображения.

Изображение реконструируется слоями, которые располагаются параллельно панели электродов. Изначально метод обратного проецирования был разработан как эмпирический метод, основанный на прямолинейности распространения сканирующего излучения в ткани (т.е. на наличии «лучей»). Он широко использовался в рентгеновской томографии, но был перенесен и на случай ЭИТ, причем вместо «лучей» здесь использовались силовые линии напряженности электрического поля. В электроимпедансной маммографии отсутствуют лучи и приходится использовать понятие «псевдолучей». Возможность ввести понятие такого «псевдолуча» связано со следующим фактом: изменение поверхностных разностей потенциалов (по сравнению с однородным случаем), вызванное наличием в объекте локальной неоднородности в основном сосредоточено в области, которая является проекцией неоднородности на поверхность объекта вдоль эквипотенциальных линий (или поверхностей) поля. Таким образом, метод обратного проецирования переносится на случай, если вместо лучей использовать силовые линии напряженности электрического поля, рассчитанные для случая однородного распределения проводимости.

Статическое изображение. Достоинством маммографа является возможность реконструирования абсолютной или статической проводимости при отсутствии необходимого опорного набора данных. Статическое изображение заключается в производстве изображения абсолютного распределения импеданса в участке тела, то есть в итоге формируется анатомическое изображение сканируемой области. Электрическая импедансная маммография стремится получить изображение объекта близко связанное с его внутренней структурой. Количественная диагностическая информация.

Принципиальным отличием электроимпедансного сканирования от других томографических методов является то, что кроме визуальной оценки изображения электроимпедансная маммография предоставляет количественную информацию. Количественная информация позволяет определить строение молочной железы, выявить участки с аномальной электропроводностью, сформировать группу риска по развитию рака молочной железы и др.