vol. 5 2/2016 Inżynier i Fizyk Medyczny
92
artykuł
\
article
obrazowanie medyczne
\
medical imaging
czasie. Tkanki organizmu człowieka charakteryzują się właści-
wościami elektrycznymi, które pozwalają na modelowanie ich za
pomocą roztworów wodnych, co wykorzystuje się w badaniach
eksperymentalnych w Magnetycznej Tomografii Indukcyjnej.
Obecnie większość metod mogących mieć praktyczne zastoso-
wanie w diagnostyce medycznej, jest na etapie badań doświad-
czalnych. Udoskonalenie urządzeń pomiarowych, algorytmów
numerycznych przyczynia się do uzyskiwania zadowalających
wyników w detekcji zmian patologicznych oraz wdrażania po-
szczególnych badań w praktyce medycznej.
Literatura
1.
M. Chmielewski:
Metody badań eksperymentalnych cz. 2
, http://
.
2.
K. Opieliński, T. Gudra:
Uniwersalne stanowisko badawcze do
ultradźwiękowej tomografii transmisyjnej
,
.
com/metody/ut/tomo/tomo.pdf.
3.
A.C. Kak, M. Slaney:
Principles of Computerized Tomographic Ima-
ging
, R.F. Cotellessa, IEEE Press, 1988, 329.
4.
G.J. Brown, D. Reilly:
Ultrasonic tomographic imaging of solid ob-
ject in air using an array of fan-shaped-beam electrostatic transdu-
cers
, Ultrasonics, 34, 1996, 111-115.
5.
J. Michałowska-Samonek, A. Wac-Włodarczyk:
Obrazowanie mi-
krofalowe na przykładzie nowotworu gruczołu piersiowego
, Prace
Instytutu Elektrotechniki, zeszyt 241, 2009.
6.
T. Pietrusewicz:
Wybrane układy magnetycznej tomografii induk-
cyjnej do badania obiektów słaboprzewodzących
, rozprawa dok-
torska, Szczecin 2012.
7.
S. Sapetsky, V. Cherepenin, A. Korjenevsky, V. Kornienko,
A. Vartanov:
Development of the system for visualization of elec-
tric conductivity distribution in human brain and its activity by the
magnetic induction tomography (MIT) method
,
iop.org/article/10.1088/1742-6596/224/1/012038.
8.
database/dielectric-properties/
9.
J. Wiart, A. Hadjem, M.F. Wong, I. Bloch:
Analysis of RF exposu-
re in the head tissue of children and adults
, Phys. Med. Biol., 53,
2008, 3681-3695.
10.
B. Dekdouk, Ch. Ktistis, D.W. Armitage, J. Peyton:
Absolute
imaging if low conductivity material distributions using nonlinear
reconstruction methods in magnetic induction tomography
, PIER,
155, 2016, 1-18.
11.
-
ce-biomedical-applications-of-electrical-impedance-tomo-
graphy/
12.
S.F. Filipowicz, T. Rymarczyk:
Tomografia Impedancyjna, pomiary,
konstrukcje i metody tworzenia obrazu
, Bell Studio, Warszawa 2013.
13.
O.V. Trakhanova, M.B. Okhapkin, A.V. Korjenevsky:
Dual-
-frequwncy electrical impedance mammography for diagnosis of
nonmalignant breast disease
,
/
docs/pubs/Dualfrequency_electrical_impedance_mammo-
graphy_for_ diagnosis_of_non-malignant_breast_disease.pdf.
14.
T. Rok:
Wykorzystanie termografii w diagnostyce i terapii
, rozpra-
wa doktorska, Kraków 2010.
15.
C. Gros, M. Gautherie:
Breast Thermography and Cancer Risk Pre-
diction
, Cancer, 45, 1980, 51-56.
16.
Pozwalają one na detekcję zmiany patologicznej. Oblicze-
nie rozkładu gęstości prądów wirowych stanowi tzw. zagad-
nienie proste. Odzyskanie ich rozkładu na podstawie rozkładu
wtórnego pola magnetycznego (indukcji B obliczonej zgodnie
z prawem Biote'a-Savarta na zewnątrz obiektu badanego) jest
zagadnieniem odwrotnym. Na podstawie zrekonstruowanej
wartości gęstości prądów wirowych można dokonać wizualizacji
rozkładu konduktywności elektrycznej. Magnetyczna Tomogra-
fia Indukcyjna charakteryzuje się dużym kontrastem, pozwalają-
cym odróżnić niewielkie różnice w wartościach konduktywności
elektrycznej.
Elektryczna Tomografia Impedancyjna (EIT) polega na identy-
fikacji rozkładu konduktywności na podstawie odczytanych po-
tencjałów na elektrodach umieszczonych na brzegach badanych
obiektów. Zazwyczaj powierzchnie przewodzące są przymoco-
wane do skóry wokół części badanego ciała. Prąd elektryczny
płynie w obszarze trójwymiarowym wzdłuż ścieżki o najmniej-
szej rezystancji. Częstotliwość prądu przemiennego jest na tyle
niska, by nie powodować stymulacji nerwów i wystarczająco wy-
soka, by nie powodować objawów elektrolicznych w organizmie.
Rozdzielczość czasowa EIT wynosi 0,1 ms i jest wyraźnie wyższa
niż w Tomografii Komputerowej i Rezonansie Magnetycznym –
0,1 s [11-12]. Dotychczas opracowano zastosowanie Tomografii
Impedancyjnej w gastroskopii oraz wentylacji płuc. W najbliż-
szym czasie planuje się rozszerzenie zastosowań o diagnostykę
kobiet w ciąży, badanie aktywności kory mózgowej, kardiografię
impedancyjną oraz badanie rozkładu temperatury wewnątrz
ciała [13].
Termografia w podczerwieni
Termografia pozwala na wytworzenie skalibrowanego tempera-
turowo obrazu w podczerwieni. Dla temperatury ciała człowieka
długość fali elektromagnetycznej przypada na zakres 8-12 μm,
co odpowiada zakresowi średniej podczerwieni. Technika ter-
mografii najbardziej rozwinęła się w badaniach guzów piersi.
Badanie polega na wykrywaniu i porównywaniu niesymetrycz-
ności pomiędzy lewą a prawą piersią. Guzy charakteryzują się
wyższą temperaturą niż otaczająca tkanka zdrowa. Termografia
aktywna (z zewnętrznym wymuszeniem) pozwala na uzyskanie
większej dokładności w detekcji zmian patologicznych również
położonych głębiej. Obecnie termografia stanowi uzupełnienie
klasycznych metod obrazowania piersi (mammografia, ultraso-
nografia, rezonans magnetyczny). Metoda jest bardziej czuła
w detekcji wczesnych zmian nowotworowych niż mammografia
[14]. Czułość metody waha się w granicach 87-98% [15-16].
Podsumowanie
Badania nieniszczące należą do nieinwazyjnych metod diagno-
stycznych. Ich główną zaletą jest uzyskiwanie prostych w anali-
zie obrazów rozkładu określonej wielkości fizycznej w krótkim
