EIS技术基于平行电流场扰动模型实现,三维简化模型如图1所示。
图1 三维简化的EIS仿真模型
(1:均匀介质,2:扰动目标,3:测量电极阵列,4:保护环,5:参考电极)
图2二维电场内电流分布示意图
图2是EIS检测技术的二维电流场分布模型, 通过建立两个平行的导电面A和B,在平行的导体面A和B之间设立阻抗均匀分布的场域,将导体面A接地即电位为零,导体面B接电压为V,则在导体面A和导体面B之间建立均匀电流场,导体面B上的电流密度分布也为恒定值I0;当场域中某一区域阻抗发生变化时,即当阻抗由均匀分布变为,其中;当阻抗分布不均匀时,电流场发生显著扰动时,原来导体面B均匀分布的电流密度,会在阻抗扰动区域的垂直投影位置产生一个扰动,电流分布存将在I0的基础上扰动形成一个峰值Imax;因而可以根据导体面B上均匀电流分布的扰动来判断场域中阻抗分布的扰动。电阻抗分布均匀的电流分布图如图2(A)所示,若电极阵列下方的检测区域内存在电阻抗异常扰动包块,则会使均匀电流场发生扰动(如图2B所示),体表电极阵列上探测到的电流值也发生扰动。包块正上方电极单元上测得的电流值显著增大,而其他电极上测得的电流值基本不变;由于电压恒定,探头电极阵列各电极上检测到得的电流值与其所覆盖的组织电阻抗成反比线性关系,因而乳房表面电极阵列上电流的分布代表了从平行板电场间的电阻抗分布;扰动目标体的可探测性与其深度、大小及病变与周围介质电导率的比值有关。EIS可检测到响应电流的幅值和相位信息,并按照电极阵列的位置形成二维信号分布,并以灰度图像显示。EIS图像不是解剖图像,其实质是经导纳的“映射”。