生物電阻抗斷層成像技術(shù)是一種新型醫(yī)學功能成像技術(shù)，它的原理是在人體表面電極上施加一微弱的電流，并測得其他電極上的電壓值，根據(jù)電壓與電流之間的關(guān)系重構(gòu)出人體內(nèi)部電阻抗值或者電阻抗的變化值。

由于該方法未使用核素或射線，對人體無害，因此可以多次測量重復使用，且成像速度快，具有功能成像等特點，加之其成本較低，不要求特殊的工作環(huán)境，因此電阻抗斷層成像是一種理想的、具有誘人應用前景的無損傷醫(yī)學成像技術(shù)，在20世紀末迅速成為研究熱點。目前，一些商用的電阻抗斷層成像設(shè)備已在臨床開展應用。

但是，電阻抗斷層成像設(shè)備的硬件設(shè)置通常龐大且昂貴，并需要復雜的算法來破譯數(shù)據(jù)。因此，目前電阻抗斷層成像設(shè)備的應用局限于醫(yī)院等專業(yè)醫(yī)療領(lǐng)域，用于監(jiān)測人體某一部分的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如肺功能和癌癥檢測等。

在過去的幾十年里， 隨著廉價電子產(chǎn)品、3D打印技術(shù)和開源生物電阻抗斷層成像圖像庫的出現(xiàn)和發(fā)展，使得更多領(lǐng)域的人也可以便捷地將電阻抗斷層成像設(shè)備應用于觸覺感知、手勢識別，在健康領(lǐng)域則多應用到運動醫(yī)學和家庭護理當中，這些場景展現(xiàn)了低成本開發(fā)電阻抗斷層成像設(shè)備的市場潛力。

但對于目前來說，設(shè)計可穿戴設(shè)備仍然是一個挑戰(zhàn)：由于每個人的肌肉和骨骼都存在著細微差別，能夠私人定制可穿戴設(shè)備使之與個體肌肉相匹配，是一大挑戰(zhàn)。

近期，麻省理工學院計算機科學和人工智能實驗室發(fā)布了一款新的工具包，能夠讓用戶自主設(shè)計出可以檢測肌肉運動的健康感應設(shè)備，降低了設(shè)計和制造可穿戴設(shè)備的門檻。該論文最終發(fā)表在計算機人機交互領(lǐng)域國際頂級會議ACM UIST 2021上。

該工具包（EIT-kit）是一種電阻抗斷層掃描工具包 ，可在EIT設(shè)備開發(fā)的不同階段為用戶提供支持。該工具包包括：（1）3 D編輯器，用于自定義監(jiān)測成像的設(shè)定以及電極分布設(shè)置;（2）全新設(shè)計的EIT傳感主板， 支持不同的測量設(shè)置，并提供可調(diào)節(jié)的交流注入電流以提高信號質(zhì)量;（3）自動校準信號并促進數(shù)據(jù)收集的微控制器庫;（4）支持移動設(shè)備的圖像重建庫，用以在手機等設(shè)備上可視化數(shù)據(jù)。

“EIT-kit”3D編輯器允許用戶輸入EIT設(shè)備參數(shù)并將其導出到3D打印機進行組裝。項目主要研究者，MIT CSAIL博士候選人朱均逸稱。

通過使用電阻抗斷層成像，由該工具包制成的設(shè)備可以測量內(nèi)部傳導率，以判斷肌肉是否被激活或放松。大多數(shù)可穿戴設(shè)備只能感知運動，而生物電阻抗斷層成像設(shè)備可以感知實際的肌肉活動。該團隊構(gòu)建了一個原型，可以感知受試者大腿的肌肉拉傷和張力，讓他們能夠監(jiān)測受傷后的肌肉恢復情況。文章中他們還展示了其他用途，如手勢識別、分心駕駛監(jiān)測等。

目前，該團隊正在與哈佛醫(yī)學院以及麻省總醫(yī)院合作使用這些設(shè)備，幫助患者進行康復訓練。

朱均逸表示，其科研目標、標是開發(fā)快速功能原型技術(shù)和新型傳感技術(shù)并應用于個人健康領(lǐng)域。“我相信在未來，每個人都可以根據(jù)自己的體型和需求私人定制能夠進行健康監(jiān)測和交互傳感的設(shè)備?！?/p>