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摘要

基于电阻抗成像技术和生物阻抗谱技术, 提出一种面向生物组织检测的生物阻抗谱成像方法. 该方法将目标区域可视化并精准识别目标种类, 可用于肺癌早期检测, 协助临床医生对早期肺癌进行精准检测, 提高早期肺癌的治愈率. 本文通过数值仿真的方法验证生物阻抗谱成像方法在肺癌早期检测中的可行性和有效性, 仿真结果表明: 1) 生物阻抗谱成像方法可以实现早期肺癌区域的可视化, 并精确判别出早期肺癌种类; 2) 生物阻抗谱成像方法中阻抗谱的最佳采集模式是4次循环采集, 最佳分类器是Linear-SVM, 5折交叉验证的平均分类准确率可以达到99.9%. 为了验证仿真结果, 本文选取3种具有不同电学特性的生物组织模拟癌变区域进行了检测. 实验结果表明该方法可以对生物组织区域可视化, 并判别出生物组织的种类. 该方法可以兼顾电阻抗成像和生物阻抗谱方法的优点, 有望用于肺癌早期检测.

关键词:

Abstract

A bioimpedance spectroscopic imaging method for detecting the biological tissue based on electrical impedance tomography (EIT) and bioimpedance spectroscopy (BIS) is proposed. This method visualizes the target area and accurately recognizes the target type, which can be used for detecting the early lung cancer, assist clinicians in accurately detecting the early lung cancer, and improving the cure rate of early lung cancer. In this paper the bioimpedance spectroscopic imaging method is verified to be feasible and effective in detecting the early lung cancer through numerical simulation. The simulation results show that 1) the bioimpedance spectroscopic imaging method can realize the visualization of the early lung cancer area and accurately distinguish the type of early lung cancer, and 2) the optimal number of acquisitions of impedance spectroscopy is 4, and the best classifier is Linear-SVM, and the average classification accuracy of 5-fold cross-validation can reach 99.9%. In order to verify the simulation results, three biological tissues with different electrical characteristics are selected to simulate cancerous regions used for detection. The experimental results show that the method can visualize the biological tissue area and distinguish the type of biological tissue. This method can integrate the advantages of electrical impedance imaging and bioimpedance spectroscopy, and is very promising way of detecting early lung cancer.

Keywords:

作者及机构信息

1.
2.
3.

通信作者:叶明,yeming5@nuaa.edu.cn

基金项目:国家自然科学基金 (批准号: 62071224)、江苏省重点研发计划(社会发展)(批准号: BE2021618)、精密测试及仪器国家重点实验室开放基金(批准号: pilab2107)、江苏大学临床医学科技发展基金(批准号: JLY2021156)和南京医科大学科技发展基金(批准号: NMUB2020164)资助的课题.

Authors and contacts

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Corresponding author:Ye Ming,yeming5@nuaa.edu.cn

Funds:Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 62071224), the Key R&D Program of Jiangsu Province (Social Development), China (Grant No. BE2021618), the Open Fund of State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments, China (Grant No. pilab2107), the Clinical Medicine Science and Technology Development Fund Project of Jiangsu University, China (Grant NO. JLY2021156), and the Science and Technology Development Fund of Nanjing Medical University, China (Grant No. NMUB2020164).

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参考文献

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[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
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[19]
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频率f/kHz		1	10	200	400	4000
心脏	电导率σ/(S·m^–1)	0.1036	0.1542	0.2382	0.2685	0.4324
心脏	相对介电常数ε/10³	352.9	70.05	6.001	3.788	0.594
肺	电导率σ/(S·m^–1)	0.2157	0.2429	0.2835	0.3000	0.3983
肺	相对介电常数ε/10³	252.1	34.04	3.280	2.161	0.3613
其它	电导率σ/(S·m^–1)	0.2216	0.2352	0.2642	0.2935	0.3960
其它	相对介电常数ε/10³	298.0	17.63	4.271	2.906	0.2630

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[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]

[1]	王雨, 张慧敏, 覃欢.生物医学微波热声成像. 必威体育下载 , 2023, 72(20): 204301.doi:10.7498/aps.72.20230732
[2]	张辉, 朱文发, 范国鹏, 张海燕.非连续阻抗粘接结构脱粘缺陷的稀布阵列超声成像. 必威体育下载 , 2023, 72(2): 024302.doi:10.7498/aps.72.20221771
[3]	杨宇祥, 白世展, 林海军, 李建闽, 张甫.基于multisine激励与整周期采样的多频电阻抗成像系统设计. 必威体育下载 , 2022, 71(5): 058703.doi:10.7498/aps.71.20211375
[4]	刘圣龙, 杨璐, 朱程君, 刘凯, 韩伟, 姚佳烽.基于生物阻抗谱的细胞悬浮液浓度识别方法研究. 必威体育下载 , 2022, 71(7): 078701.doi:10.7498/aps.71.20211837
[5]	杨宇祥, 白世展, 林海军, 李建闽, 张甫.基于multisine激励与整周期采样的多频电阻抗成像系统设计. 必威体育下载 , 2021, (): .doi:10.7498/aps.70.20211375
[6]	尹鸿润, 叶明, 吴阳, 刘凯, 潘化平, 姚佳烽.. 必威体育下载 , 2021, (): .doi:10.7498/aps.70.20211600
[7]	姚佳烽, 胡松佩, 杨璐, 吴阳, 韩伟, 刘凯.基于生物阻抗谱的舌体肿瘤组织识别方法. 必威体育下载 , 2021, 70(15): 158704.doi:10.7498/aps.70.20210297
[8]	姚佳烽, 万建芬, 杨璐, 刘凯, 陈柏, 吴洪涛.基于生物阻抗谱的细胞电学特性研究. 必威体育下载 , 2020, 69(16): 163301.doi:10.7498/aps.69.20200601
[9]	徐静阳, 方少波, 周婧.利用光谱和质谱成像技术实现指纹痕量检测. 必威体育下载 , 2019, 68(6): 068701.doi:10.7498/aps.68.20190174
[10]	才啟胜, 黄旻, 韩炜, 刘怡轩, 路向宁.大孔径空间外差干涉光谱成像技术多谱段成像仿真. 必威体育下载 , 2018, 67(23): 234205.doi:10.7498/aps.67.20180943
[11]	谭志中, 张庆华.基于递推-变换方法计算圆柱面网络的等效电阻及复阻抗. 必威体育下载 , 2017, 66(7): 070501.doi:10.7498/aps.66.070501
[12]	郭各朴, 宿慧丹, 丁鹤平, 马青玉.基于电阻抗层析成像的高强度聚焦超声温度监测技术. 必威体育下载 , 2017, 66(16): 164301.doi:10.7498/aps.66.164301
[13]	肖夏, 宋航, 王梁, 王宗杰, 路红.早期乳腺肿瘤的超宽带微波稳健波束形成成像检测系统. 必威体育下载 , 2014, 63(19): 194102.doi:10.7498/aps.63.194102
[14]	范孟豹, 黄平捷, 叶波, 侯迪波, 张光新, 周泽魁.基于反射与折射理论的电涡流检测探头阻抗解析模型. 必威体育下载 , 2009, 58(9): 5950-5954.doi:10.7498/aps.58.5950
[15]	鲍丙豪, 宋雪丰, 任乃飞, 李长生.非晶态合金薄带与膜的巨磁电阻抗效应理论及计算. 必威体育下载 , 2006, 55(7): 3698-3704.doi:10.7498/aps.55.3698
[16]	张航.基于δ声波场的生物组织光学断层成像研究. 必威体育下载 , 2004, 53(8): 2515-2519.doi:10.7498/aps.53.2515
[17]	余建华, 黄建军.射频放电阻抗测量用于等离子体诊断研究. 必威体育下载 , 2001, 50(12): 2403-2407.doi:10.7498/aps.50.2403
[18]	王刚, 杨国权, 管荻华, 姜莉, 帕斯夸利·毛罗, 皮斯托亚·詹弗兰科, 解思深.阻抗谱法确定扩散系数. 必威体育下载 , 1995, 44(12): 1964-1968.doi:10.7498/aps.44.1964
[19]	崔万秋, 尹健, 周晶, 何卓然.非晶态离子导体的阻抗谱. 必威体育下载 , 1988, 37(4): 538-545.doi:10.7498/aps.37.538
[20]	李明轩.声阻法中检测阻抗的测量和提高检测器灵敏度的设计. 必威体育下载 , 1974, 23(3): 3-12.doi:10.7498/aps.23.3-2

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