电阻抗断层成像检测体外循环术中变温期脑灌注差异的仿真可行性研究OACHSSCD
目的探讨体外循环(CPB)术中变温环境下,脑灌注差异所引起的局部阻抗变化是否可被电阻抗断层成像(EIT)识别,并评估其用于低灌注区域检测的可行性。方法基于头部三维模型,建立生物热-电学耦合仿真框架,以复温阶段作为代表性变温场景,设定动脉血液温度在0~300 s内由301.15 K升高至310.15 K,并设置不同灌注水平组(100%、80%、60%、40%、20%)。通过温度-电导率映射获得边界电压信号,并采用组间增量差分方法进行EIT重建。以感兴趣区域(ROI)末时刻均值、ROI-背景对比度、峰值对比度及对比度-时间曲线下面积(AUC)评估灌注差异的可检测性。结果不同灌注水平组在变温过程中表现出不同的局部温度恢复与阻抗响应特征。灌注越低,目标区域复温越慢,电导率变化响应越强。随着灌注水平由80%降低至20%,最终峰值对比度由1.53×10^(-5)增加至7.71×10^(-5),AUC由0.00186增加至0.00991。热点分析显示,各低灌注组重建热点均集中于真实异常区域附近。结论在CPB术中变温仿真环境下,EIT阻抗变化对脑灌注差异具有可分辨性,支持其用于低灌注监测的可行性。
史增锴;王伟策;李俊瑶;朱明旭;朱文静;宋汝腾;季振宇;史学涛
空军军医大学军事生物医学工程学系医学电子工程学教研室,陕西西安710032 陕西省生物电磁检测与智能感知重点实验室,陕西西安710032空军军医大学军事生物医学工程学系医学电子工程学教研室,陕西西安710032 陕西省生物电磁检测与智能感知重点实验室,陕西西安710032空军军医大学军事生物医学工程学系医学电子工程学教研室,陕西西安710032 陕西省生物电磁检测与智能感知重点实验室,陕西西安710032西北工业大学医学研究院,陕西西安710072西北工业大学医学研究院,陕西西安710072空军军医大学军事生物医学工程学系医学电子工程学教研室,陕西西安710032 陕西省生物电磁检测与智能感知重点实验室,陕西西安710032空军军医大学军事生物医学工程学系医学电子工程学教研室,陕西西安710032 陕西省生物电磁检测与智能感知重点实验室,陕西西安710032空军军医大学军事生物医学工程学系医学电子工程学教研室,陕西西安710032 陕西省生物电磁检测与智能感知重点实验室,陕西西安710032
医药卫生
体外循环脑血流电阻抗断层成像脑缺血诱导低温复温计算机模拟有限元分析
《空军军医大学学报》 2026 (9)
P.1287-1293,7
国家自然科学基金面上项目(52477237)空军军医大学交叉融合专项(2024JC047)。
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