基于电阻抗介电参数综合表征的生物组织活性判断方法与流程

本发明涉及电阻抗断层成像领域，特别是涉及基于电阻抗介电参数综合表征的生物组织活性判断方法。

背景技术：

1、生物学上检测组织活性的方法主要有形态学分析和生化检查。形态学分析是利用电子显微镜、光学显微镜等仪器观察生物组织状态和结构的变化；而生化检验是通过对atp含量和某些生物酶的检测以判断组织或细胞活性功能的变化。但是上述方法具有一定缺点，比如有创、主观影响大、难以连续监测等，因此生物学上需要一种新的能够无创、简便、连续监测组织活性的手段。

2、由于生物组织活性的改变会伴随细胞结构或离子成分的改变，而这种改变恰好可通过生物组织电阻抗介电参数反映，因此，通过建立生物活性组织的电阻抗介电参数模型来反映组织的活性特征，是一种全新的生物组织活性判断方法。但是，随着生物组织电阻率介电特性测量频带的扩展，介电参数模型的结构会变复杂，参数也变多。虽然这些参数能够尽可能全面表征生物组织阻抗的特点，但是由于参数众多，且各参数间大多数存在多重共线性，也使得建立介电参数与活性之间的关系变得复杂。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于电阻抗介电参数综合表征的生物组织活性判断方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、基于电阻抗介电参数综合表征的生物组织活性判断方法，包括以下步骤：

4、步骤1、模型训练：通过一组样本的测量值确定某种组织的介电综合因子与时间的关系模型，找出转折点，在介电综合因子与时间的关系模型上确定细胞水肿期或细胞崩解期的切线斜率s1；

5、步骤2、判断流程：选取至少3个时间点，计算待测生物活性组织的介电综合得分值，如果得分值按时间顺序呈现非单调变化，则视为包含了转折点，需重新选择时间点，如果得分值按时间顺序呈现单调变化，则计算相邻两点的介电综合因子得分值的斜率s2，如果s2和s1同号且s2≥s1，则根据s2和s1的正负进一步明确到底是细胞水肿期还是细胞崩解期；如果s2和s1同号且s2＜s1，则判断组织大概处于细胞膜破坏期。

6、作为本发明的进一步技术方案：所述由于生物活性组织离体后介电特性发生很大变化，并且组织离体后最早30min之内活性即发生较大的变化，因此实际应用中时间间隔应<10min。

7、作为本发明的进一步技术方案：所述细胞水肿期表现为介电综合因子得分急剧上升。

8、作为本发明的进一步技术方案：所述细胞崩解期表现为介电综合因子得分急剧下降。

9、作为本发明的进一步技术方案：所述模型训练具体是：假设有m个指标x1，x2，...，xm，寻找包含这m个指标主要信息的综合指标y1，y2，...，ym，从数学建模的角度讲，就是寻找一组常数ki1，ki2，...，kim(i＝1，2，...，m)，使得这m个指标的线性组合：

10、

11、能够体现m个原始指标x1，x2，...，xm的主要信息，且各综合指标yi(i＝1，2，...，m)互不相关；

12、为描述方便，引入如下形式的矩阵：

13、

14、则上述线性组合表示为：

15、y＝kx

16、如果满足且var(y1)＝max{var(ktx)}，则称y1是原始指标x1，x2，...，xm的第一主成分，该指标一般包含了整体数据集80％以上的信息，因此作为“综合介电子”，由数学建模得知，满足上述条件的矩阵k，亦即随机向量x＝(x1，x2，...，xm)′的协方差矩阵cov(x)的特征向量，因此，综合介电子的表达为：

17、y1＝k11x1+k12x2+...+k1mxm。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、本发明提供一种能够综合表征生物组织电阻抗介电参数模型的方法，并基于此建立组织活性的判断方法，通过该方法，可得出综合介电子与生物组织活性的关系。根据计算介电综合因子的得分值便可定性估计组织的活性状态。

技术特征：

1.基于电阻抗介电参数综合表征的生物组织活性判断方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于电阻抗介电参数综合表征的生物组织活性判断方法，其特征在于，所述由于生物活性组织离体后介电特性发生很大变化，并且组织离体后最早30min之内活性即发生较大的变化，因此实际应用中时间间隔应＜10min。

3.根据权利要求1所述的基于电阻抗介电参数综合表征的生物组织活性判断方法，其特征在于，所述细胞水肿期表现为介电综合因子得分急剧上升。

4.根据权利要求1所述的基于电阻抗介电参数综合表征的生物组织活性判断方法，其特征在于，所述细胞崩解期表现为介电综合因子得分急剧下降。

5.根据权利要求1所述的基于电阻抗介电参数综合表征的生物组织活性判断方法，其特征在于，所述模型训练具体是：假设有m个指标x1，x2，...，xm，寻找包含这m个指标主要信息的综合指标y1，y2，...，ym，从数学建模的角度讲，就是寻找一组常数ki1，ki2，...，kim(i＝1，2，...，m)，使得这m个指标的线性组合：

技术总结
本发明公开了基于电阻抗介电参数综合表征的生物组织活性判断方法，包括以下步骤：步骤1、模型训练：通过一组样本的测量值确定某种组织的介电综合因子与时间的关系模型，找出转折点，在介电综合因子与时间的关系模型上确定细胞水肿期或细胞崩解期的切线斜率S1。本专利提供一种能够综合表征生物组织电阻抗介电参数模型的方法，并基于此建立组织活性的判断方法，通过该方法，可得出综合介电子与生物组织活性的关系。根据计算介电综合因子的得分值便可定性估计组织的活性状态。

技术研发人员：李强,萧剑雄
受保护的技术使用者：惠州市杰腾医学科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15