一种改进的动态电阻抗断层成像反投影算法

介绍了一种改进的动态电阻抗断层成像等位线反投影算法 ,对等位线反投影算法中的反投影矩阵 B的计算方法进行了改进 ,用改进的等位线反投影算法实现了动态图像重建 ,并与传统等位线反投影算法重建图像进行比较。结果表明 ,改进的等位线反投影算法可以更好的对目标进行定位 ,而且速度快 ,重建图像分辨率也有所提高。     

基于真实人体边界模型的电阻抗断层成像研究

对真实人体边界模型的电阻抗断层成像进行实现,研究其成像特点。提取CT(computerized tomography)图片中先验信息,得到基于真实人体轮廓外形的模型,利用等位线反投影算法进行仿真研究。结果表明:可以较好地反映多种不同扰动的变化,具有一定程度的目标分辨率和识别率,并可以对扰动目标实现较好的定位。说明基于真实人体边界模型的电阻抗断层成像实现是可行的,结果是可靠的,这种重构模型使得重构结果更趋近于真实人体情况,为临床研究做出初步尝试。     

实时电阻抗断层成像系统中的一种动态成像算法

本文研究了一种用于电阻抗断层成像 (EIT)的动态成像算法—等电位线反投影法。给出了EIT技术中正向问题计算中的偏微分方程原型、等价变分问题、有限元离散化求解等过程的完整数学描述 ,并详细描述了等位线反投影法的算法原理和实现过程     

电阻抗断层成像技术应用于脑血肿实时监测的仿真研究

电阻抗断层成像技术用于脑血肿的实时监测是发展医学成像技术的有意义的尝试。利用数值计算方法重建目标场域内部电导率的分布是电磁场数值计算科学在生物医学工程学领域的应用。文章介绍了作者在电阻抗断层成像技术重建算法领域所作的部分工作，包括拟牛顿法、Bulirsch—Stoer外推法。同时，用仿真计算结果模拟了该技术用于脑血肿实时监测的全过程。     

一个基于物理模型的生物电阻抗断层成像系统的研究

电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)是以目标体内电阻抗的分布或变化为成像对象的一种新型成像技术.它具有简便、无创、造价较低的优势,并具有功能成像及动态图像监护的优点.我们设计了基于物理模型的EIT系统,该系统由硬件系统和软件系统组成.硬件系统由32电极、物理模型、恒流驱动模块、信号检测模块、数据采集模块、驱动及测量模式设置模块、多组电源模块以及计算机等组成.我们主要在图像重构模式和算法方面进行了研究,实现了等位线反投影动态重构算法法并提出了广义逆动态重构算法.应用该系统在物理模型上得到了较好的结果.     

电阻抗断层成像技术在肺灌注中的研究进展

电阻抗断层成像技术（EIT）是根据人体不同组织器官阻抗差异来进行实时监测的一种新兴技术,目前已被初步运用于临床研究和疾病诊疗。肺灌注是指肺组织的血流灌注功能,许多疾病的发生发展都和肺灌注情况密切相关,所以实时监测肺灌注显得尤为重要,而EIT的应用和发展进一步促进了肺灌注的监测,相关研究已取得极大进展。针对近几年相关研究,本文从EIT成像原理、肺灌注成像方法及其在临床中的应用等几个方面进行综述,以期对临床及科研工作者有所帮助。     

磁感应断层成像磁力线反投影算法研究

磁感应断层成像利用涡流原理,在成像区域边界对内部磁场变化进行测量,再经过重建,获得内部电导率分布图像。其中,反投影作为一种快速重建算法,经常被应用于断层成像技术。但是,由于成像区域内磁场分布的非线性,大大降低了反投影成像的定位精度。研究检测线圈测得的相位差与成像区域磁场分布之间的关系,根据测量相位差即为成像区域内电导率分布沿磁力线路径投影的集合这一结论,设计一套适用于磁感应断层成像的反投影算法,利用成像区域磁力线的分布,构建反投影路径和区域,改善直线反投影应用于非线性场定位不准的问题。重建实验结果表明,在直径为200 mm的成像区域内,所提出算法的最小定位误差为1 mm,相对直线反投影算法提高了2～26 mm,同时重建图像在视觉质量上也有很大提高,为磁感应断层成像技术提供一种有效的重建算法。     

脑阻抗断层成像的图像重构算法

脑部一些疾病和脑功能活动期间常伴随产生脑组织电阻抗的变化，利用电阻抗断层成像技术(EIT)可以对大脑疾病和脑功能活动进行临床诊断和连续监护。本主要讨论了脑EIT成像的计算模型和图像重构算法，并对几类典型算法进行了评价。     

脑阻抗断层成像的图像重构算法

脑部一些疾病和脑功能活动期间常伴随产生脑组织电阻抗的变化,利用电阻抗断层成像技术(EIT)可以对大脑疾病和脑功能活动进行临床诊断和连续监护。本文主要讨论了脑EIT成像的计算模型和图像重构算法,并对几类典型算法进行了评价。     

一个临床应用的实时电阻抗断层成像系统的设计与初步结果

一个临床应用的实时电阻抗断层成像系统的设计与初步结果１引言电阻抗断层显像（ＥＩＴ）是通过对导电区域表面电阻抗进行测量形成的二维电阻抗分布的图像。阻抗测量是通过贴附于人体的一组电极，并采用一系列的二电极、四电极测量方法进行的，接着使用一种图像重建的算法...     

采用阈值修正法改善电阻抗图像质量

为了改善电阻抗图像重建质量,提出阈值修正法,并验证该方法的有效性。首先,阐述阈值修正法原理及阈值选取原则;其次,采用高斯牛顿算法和等位线滤波反投影算法,在多目标分布情况下,合理选取阈值,修正电导率,重构电阻抗图像;然后,对修正前后图像的相对误差和相关系数进行对比分析;最后,对物理模型实测数据进行成像,并分析修正前后的两项图像性能指标。仿真结果显示,这两种算法在各自合理阈值的修正下,修正后重构图像的相对误差比修正前的相对误差分别平均减小了45.68%和48.36%,相关系数平均提高了33.86%和50.86%。实测结果显示,修正后的相对误差平均减小了47.69%,相关系数平均提高了11.26%。采用阈值修正法,合理选取阈值,可显著去除图像伪影,改善成像质量。该方法有效可行,有利于EIT技术在工业及生物医学工程领域发挥更大的优势。     

Experimental Study of Detection of Brain Tissue with Electrical Impedance Tomography after Cerebral Ischemic

Intracerebral haemorrhage(ICH), which has rapid attack and high death rate, usually leads to bad outcomes. Poor prognosis of this disease is primarily due to the difficulty of early discovery. Early detection or diagnosis would significantly reduce the rate of disability and mortality, and improve the prognosis of the patients. The purpose of this paper is to testify electrical impedance change and detection of brain tissue after cerebral ischemic with electrical impedance tomography. In this study, electrical impedance tomography(EIT) was applied to detect the onset of modeled on rabbits in real time, ICH model group were injected collagenase in the Corpus Striatum while rabbits in control group were injected the same volume of saline with collagenase. The subsequent process was monitored continuously by system of electrical impedance tomography;the rabbits were sacrificed by intravenous injection of over dose of hydration chlorine aldehyde, and then taken into being scanned by computed tomography(CT) with a resolution of l mm within 10 min after death. After that, the brains of the rabbits were taken out,fixed and cut into slices to detect the changes of brain tissue. We found that onedimensional impedance and two-dimensional(2D) images of electric resistance of brain of the rabbits pretreated with collagenase obviously changed after injection and the hemorrhage could be found in the slices of brain and there were changes in the model rabbits group not only the electric resistance but also the brain tissues.Although quantitative index can't be provided by detection of intracerebral hemorrhage in rabbits with electrical impedance tomography's at this stage, cerebral hemorrhage can cause brain electrical impedance characters of the change, the completed experiments suggest that electrical impedance tomography(EIT) may become an effective technique to detect ICH.     

Application of Electrical Impedance Tomography for Continuous Monitoring of Retroperitoneal Bleeding After Blunt Trauma

Retroperitoneal bleeding is commonly associated with blunt trauma to the abdomen. Current medical tools cannot be used for continuous monitoring of the bleeding. In the study, electrical impedance tomography (EIT) was applied to monitoring the retroperitoneal bleeding of an animal model. Six healthy swine were used. The process of retroperitoneal bleeding was simulated by the continuous injection of anticoagulated blood. For each subject, total blood of 200 mL or more was injected within different time periods ranging from tens of minutes to two hours. The bleeding was detected and monitored continuously by EIT system with 16 electrodes at a rate of one image per second. EIT images were reconstructed by dynamic back-projection algorithm. Mean resistivity value (MRV) of the bleeding region in EIT images was calculated and plotted over time. We found that impedance changes caused by the bleeding could be revealed by EIT images and MRV curves. MRV curve varied approximately linearly with the quantity of blood injected using regression analysis (R ² = 0.90 to 0.99, p < 0.05). In total, 20 mL of blood volume changes could be identified by EIT. The progression of the retroperitoneal bleeding can be monitored by EIT in the proposed animal model. It suggests EIT is potential as a useful tool for continuous monitoring of retroperitoneal bleeding after blunt trauma.     

在体兔脑组织电阻抗频率特性测量及EIT初步成像

通过频响分析仪，二电极法，对10只家兔大脑缺血前后的脑阻抗频率特性进行在体测量，再尝试利用16电极EIT成像系统，对兔脑阻抗的一变化进行初步的动态成像实验，缺血模型采用的是颈总动脉结扎法，并经过单侧颈总动脉大脑供血区域染色实验。对缺血进行了验证，结果显示，在缺血脑损伤发生后，脑阻抗明显增大，在10Hz以下脑阻抗变化率可达75％,1KHz-1MHz频率范围脑阻抗变化率约为15％且比较稳定，理论上完全满足成像要求，而且脑阻抗变化率可以作为一个成像变量；初步的动态成像结果显示，脑组织供血变化一侧与其电阻率变化位置相一致，从而进一步证明利用EIT技术对脑功能变化进行检测，成像是完全可行的。     

基于人体结构先验信息的胸部电阻抗成像方法

电阻抗成像(EIT)技术对于人体胸腔病理变化及肺部检测具有重要的临床价值。由于胸部轮廓具有特异性,传统模型成像方法误差较大。提出一种基于人体结构先验信息的胸部电阻抗成像方法,通过对CT图片进行图像处理来提取胸部及肺部轮廓,为正问题和逆问题提供图像边界的先验信息,同时基于边界先验信息提出一种有效的图像逆问题剖分方法,使重建图像形状更接近真实情况,改善成像效果。为进行有效性验证,从某医院CT数据库中选取30张肺部健康的人体CT图像,对于所提出的方法与两种传统模型成像方法(基于椭圆形模型和基于圆形模型的成像方法),分别就其肺部区域比例(LRR)与真实值以及所产生的相对误差进行统计学对比分析。结果表明,所提出方法的LRR与真实值之间无显著性差异,其相对误差(3.71%±1.77%)显著小于基于椭圆形模型(10.29%±3.30%)和基于圆形模型(12.74%±2.87%)这两种成像方法(P<0.05),能有效提高成像质量。     

基于图像融合技术提高磁探测电阻抗成像质量的研究

为了提高磁探测电阻抗成像(magnetic detection electrical impedance tomography,MDEIT)中图像分辨率,提出了一种基于图像融合技术提高磁探测电阻抗成像质量的研究。通过利用水平集方法对预处理后的CT图像进行分割,获得结构信息图像;采用CT图像建立模拟肺水肿病变仿真模型,并利用传统灵敏度矩阵算法进行重建,获得MDEIT功能信息图像;利用小波融合算法进行图像融合以获得结构—功能融合图像,并对融合结果进行分析。仿真结果表明,结构信息图像与功能信息图像相融合的图像效果较好。融合图像中重建电导率信息分布更清晰,并且可以实现在实际组织中对病变组织位置和大小精准定位,从而使磁探测电阻抗成像质量得到很大提升,为磁探测电阻抗成像的临床应用奠定了基础。     

节点反投影方法在三维EIT模型中的仿真与实验研究

电阻抗成像(EIT)技术中逆问题的病态特性是造成重建图像分辨率较低的主要原因之一,增加先验信息是改善成像效果的可行方法.建立三维圆柱体仿真模型,对边界电压数据进行多项式曲面拟合,增加先验信息,采用节点反投影方法进行图像重建.对两种目标模型进行仿真实验,并利用本实验室设计的128通道EIT系统进行水槽物理模型重建实验.仿真实验结果表明,较之传统的反投影方法,两种目标模型采用节点反投影方法重建的总体误差分别降低了8.87％和6.85％;在物理模型中,重建图像可清晰显示目标物体.所提出的方法有望用于提高临床检测与监护的成像质量.     

基于滤波反投影算法的血管内光声图像重建

将目前在光声断层（PAT）成像中得到广泛应用的滤波反投影（FBP）重建算法应用到血管内光声（IVPA）成像中,提出一种简单快速的二维图像重建方法。首先,对组织产生的光声信号进行滤波、逆卷积和时域一阶求导的预处理;然后,针对IVPA在血管腔内封闭成像的特殊性,采用权重法将预处理后的光声信号数据对导管以外的成像区域沿弧线进行反投影,得到成像平面内每个网格点处的初始光声压。最后,得到反映血管壁组织结构形态的横截面灰阶图像。对仿真血管模型的实验表明,采用所提出的方法重建IVPA图像的结构,相似性指标（SSIM）可达到 0.571 7。合理选择滤波函数、滤波截止频率以及测量位置数,可以提高IVPA重建图像的质量;对光声信号进行时域一阶求导处理,能有效地突出重建图像中的组织结构信息。该方法为后续图像重建算法的优化奠定基础。     

Clinical applications of characteristic frequency measurements: preliminaryin vivo study

In vivo electrical impedance tomography images have been available for some years, and most of them show variation in impedance amplitude between two different states, for example between inspiration and expiration of the lungs. A refinement of the tomography technique has made it possible to show images of the complex impedance of the body. If several frequencies are used, more information on the investigated tissues can be collected, and new areas made available for investigation. It has been shown that tissues exhibit a characteristic frequency that can be derived from the maximum magnitude of the (negative) reactance. The characteristic frequency-related images can be calculated from several imaginary part curves obtained using the back-projection technique. The paper shows in vivo impedance spectra from different parts of the body, determines the characteristic frequency of the different in vivo measurements and suggests different applications of characteristic frequency imaging. Several data sets are collected to show the reproducibility of the measurements.