面向肿瘤识别的高精度高速生物阻抗谱检测方法研究

目的 癌症作为一个全球性公共卫生问题受到众多关注，早发现、早治疗是提高癌症患者生存率的关键，但由于设备成本高、检测速度慢、检测准确度差等因素影响，早期癌症筛查推广受限。因此，本文基于多频同步生物阻抗谱技术，提出了一种面向肿瘤识别的高精度高速生物阻抗谱检测方法。方法 首先，基于多频同步技术搭建一套多频同步生物阻抗谱检测系统，实现生物阻抗谱的高速检测，设计同心圆传感器减小生物组织各向异性对阻抗检测带来的影响，提高不同组织之间生物阻抗谱的区分度。其次，建立胃壁组织模型，通过仿真研究传统四电极传感器与同心圆传感器受到各向异性影响的程度。最后，通过猪肉组织检测实验和临床胃癌组织检测实验，验证使用同心圆传感器的多频同步生物阻抗谱检测系统具有更高的检测精度。结果 使用同心圆传感器时，检测结果平均重叠率（rat）为13.4%，对比传统电极的检测结果减小了41.7%，平均离散系数（C_V）为7.6%，对比传统电极减小了54.0%，并且多频同步生物阻抗谱检测系统进行一次检测的时间约为20 ms，本文提出的检测方法具有较高的检测精度和检测速度。最后选取同心圆传感器对人体胃癌组织进行了临床实验，成功区分正常组织和肿瘤组织。结论 本文提出的面向肿瘤识别的高精度高速生物阻抗谱检测方法能有效减小生物组织各向异性的影响，以较高速度获得更高精度的检测结果。