综述：生物阻抗测量在临床及相关领域的应用：综述

《BioMedical Engineering OnLine》：Applications of bioimpedance measurement in clinical and allied fields: a comprehensive review

　　

摘要

背景

在现代医疗保健中，准确和及时的疾病检测至关重要。传统的成像方法，如计算机断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）和双能X射线吸收测定法（DXA），能够提供宝贵的诊断信息，但存在显著的限制，包括高成本、辐射暴露以及较长的扫描时间。电阻抗成像（EIT）和生物电阻抗分析（BIA）作为一种有前景的无创、无辐射且成本效益高的替代方法，通过测量生物电阻抗（受细胞和分子特性影响的生物组织的电响应）来评估组织特性。

正文

基于生物电阻抗的技术可以测量由组织成分、水分含量以及疾病相关变化所调节的电学特性。特别是BIA，被广泛用于身体成分分析、水分状态监测以及肿瘤学、糖尿病、肾病学、心肺功能、健康状况和伤口愈合等领域的疾病管理。此外，EIT可以通过表面电极阵列生成断层图像，从而实现内部组织的可视化。多频生物电阻抗光谱学、可穿戴和便携式设备以及与机器学习算法的集成等技术进步，可以进一步提高诊断准确性和功能性。其应用范围已扩展到临床领域之外，包括农业、机器人技术和材料科学等非医疗领域。然而，仍存在一些挑战，如方法学限制、生物和环境变异性、电极设计以及有限的穿透深度。标准化协议、针对特定人群的校准方程以及与MRI和CT等金标准成像技术的交叉验证，对于提高测量可靠性和临床接受度至关重要。此外，传感器技术、数据分析和结合生物电阻抗的多模态诊断方法的进步，有望改进疾病监测和个性化医疗。

结论

生物电阻抗技术是一种多功能且具有前景的诊断和监测工具，结合了安全性、便携性和经济性。它能够在广泛的医疗和非医疗应用中提供实时的、无创的见解，使其处于生物医学创新的前沿。持续的技术进步和严格的验证对于充分发挥其在个性化医疗及其他领域的潜力至关重要。这篇综合综述强调了生物电阻抗技术的多功能性、其在个性化医学和治疗中的日益重要作用，以及其在各个医疗领域改进诊断和患者管理方面的潜力。