电阻抗断层成像系统及重构算法

对电阻抗断层成像系统（ＥＩＴ）的算法及硬件系统进行了全面的研究,建立了一个基于物理模型的ＥＩＴ系统。系统主要包括模拟人体躯干的物理模型,３２电极衣其信号测量系统,ＰＣ个人计算机,并提出了一种新的图像重构算法,通过对物理模型的测量,用图像重构算法得到 好的成像结果。     

动态感应电流电阻抗断层成像的算法仿真

目的 在仿真模型的基础上，研究一种用感应电流激励的动态电阻抗断层成像算法－牛顿迭代法的特性及其对独立测量数的依赖性。方法 利用有限元法对成像区域进行离散，然后再用牛顿迭代法针对不同的线圈数进行求解、成像、比资比较。结果 对同一目标，分别就不同的线圈数得到了成像结果，表明牛顿迭代法对电导率扰动的定位是基本准确的，成像误差随线圈数的增加而减小。结论 用牛顿迭代法解动态感应电流电阻抗断层成像的逆问题是可行的，但在独立测量数小于剖分单元数的情况下，迭代过程不全准确的收敛于实际的电导率分布，而是一种的近似；在独立测量数大于部分单元数的情况下，迭代过程可以收敛于实际的电导率分布，从而得到高质量的重构图像。     

阻抗断层成像重构算法中的正则化方法

为降低电阻抗断层成像技术中,在有限元剖分规模较大时,重构算法的计算将出现严重病态性的问题,提出了一个种修正重构矩阵的奇异值的正则化方法,在计算机模拟模型上进行了仿真重构研究,最获得了较好的成像结果,并讨论了正则化参数对重构结果的影响。     

人胸部电阻抗成像和铜测量电极系统初步研究

目的 由铜构建的３２测量电极,安置于人体胸部,观察肺呼吸时胸部电阻率的变化情况。方法 用铜片制成３２电极,固定于成年健康男性胸部进行测量,用等位线反投影算法对数据进行图像重构计算。结果 获得了胸部电阻率在肺呼吸时的变化图像。图像显示肺在呼吸前后,肺部区域电阻率变化最为明显。结论 用铜实现的电极系统可以进行电阻抗断层成像（ＥＩＴ）,而且ＥＩＴ功能成像的特点也得到了进一步证实。     

实时电阻抗断层成像系统的成像算法及软件系统实现

电阻抗断层成像技术是目前国际上广泛研究的一种新的医学成像手段.本文主要介绍国内自主开发的一套实时电阻抗断层成像实验系统的核心算法及软件实现,并用这一系统进行了初步成像实验.     

动态电阻抗断层成像反投影算法的仿真研究

在计算机上建立动态电阻抗断层成像仿真系统。其中包括；建立模仿人体躯干的计算机有限元模型，实现模型的电场数值计算，并实现了以反投影技术为基础的两种动态图像重建算法，得到的初步的成像结果表明：反投影法对目标定位准确，速度快，但对于目标在远离电极的位置，重构误差相对大，且对噪声敏感。     

生物电阻抗断层成像技术的研究进展

电阻抗断层成像是一种新的成像技术,在临床图像监护和功能成像很好的应用前景。作在生物电阻抗断层成像的基本原理的基础上,介绍目前研究的进展并提出了研究中的关键问题。     

电阻抗断层成像技术重建方法对比研究

目的比较几种电阻抗成像(Electrical Impedance Tomography,EIT)重建算法的性能,为EIT应用于肺部实时功能成像提供参考依据。方法设计三组实验,分别用一步高斯牛顿法、反投影算法、GREIT算法和基于L1正则化的成像算法对仿真数据及人体实测数据进行图像重建。在L1正则化求解过程中采用交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)。将四种算法对仿真数据与实测数据的重建图像以及评价参数进行对比分析。结果GREIT算法在无噪声重建目标的参数评价中表现最优,ADMM算法在加入噪声数据的重建中受到的影响最小,评价参数变化幅度最小,具有很好的抗干扰性能。结论GREIT算法与ADMM算法可以应用于肺部EIT重建,实现对肺部的功能成像。     

基于强扰动目标的电阻抗断层成像补偿方法研究

在电阻抗成像技术应用于临床的过程中,准确判断目标阻抗扰动变化程度至关重要。目前大多数动态电阻抗成像算法都以目标扰动较小为前提,采用线性化方法进行求解,使得在强扰动的情况下,重构结果中扰动目标阻抗变化与实际阻抗变化之间存在很大误差,无法准确判断扰动目标实际阻抗变化程度,特别是强扰动目标的实际阻抗变化程度。针对这一问题,本文提出了一种基于强扰动目标的电阻抗成像算法。首先,通过对重构算法的研究分析,确定了线性化所引入的误差来源;其次,借助仿真模型,确定了实际情况下扰动目标的电阻抗值与重构电阻抗变化值之间的对应关系;然后,根据已得的对应关系,提出了对数化后的补偿修正方法;最后,开展仿真实验验证了算法的有效性。仿真结果表明,本文方法可以减小重构阻抗变化与实际阻抗变化之间的误差,很好地实现强扰动目标的重构,为将来临床应用中准确判断目标阻抗扰动变化程度打下了基础。     

单个电极接触不良对腹部电阻抗断层成像的影响

目的:研究单个电极接触不良和电阻抗断层成像之间的关系,以便为长期监护提供必要的理论和现实依据. 方法:采用电阻抗成像监护仪对14人采用16电极法进行监护,对比电极接触良好和其中某一个电极接触不良时监护图像的差别. 结果:发现某一电极接触不良,则对应它的那一部分图像的灰度会发生明显的变化,而图像其他部分的灰度则变化很小. 结论:得出了单个电极接触不良对成像的影响的规律,对长期监护中电极接触不良问题的监测提供了依据.     

适用于脑部电阻抗断层成像的单源驱动电流模式

目的: 寻求一种更适合于脑部电阻抗断层成像技术(EIT)的单源驱动模式. 方法: 针对脑部电阻率分布的特点和数据采集系统的实际情况,在一个由7300多个电阻构成的脑部电阻率分布等效电路模型上,对比了邻近、交叉、对向和新提出的准对向这四种驱动模式在动态范围、独立测量数、边界电压变化量和抗噪性能等方面的差异.结果:除动态范围外,准对向驱动模式均为最优,对向和交叉驱动模式次之,邻近模式最差.结论: 准对向驱动模式最适合于脑部EIT使用.     

电阻抗断层成像中Newton─Raphson重构算法的计算机模拟研究

基于最优阻抗重构算法修正的Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ算法，开发了一套ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＷｉｎｄｏｗｓ３．１的应用程序，实现修正的Ｎ－Ｒ重构算法的计算机模拟．通过深入的理论研究和细致的实验结果分析，对该算法性能作了全面的评价，并对其作了进一步改善     

家兔腹内出血模型的多频电阻抗特性

目的: 研究家兔腹部出血模型的电阻抗频率特性,为研究腹部慢性出血的无创监测提供一些基础数据.方法: 采用英国Solartron公司1255B型频响分析仪,四电极测量法,给家兔注入生理盐水或血液来模拟腹部出血.结果: 进行了0 Hz～1 MHz频率内各个阶段的组织复电阻抗频率特性进行在体测量,发现随着导电液体量的增加,阻抗值呈线性降低.结论: 为进一步研究EIT检测和量化腹部慢性出血提供了基础.     

生物电阻抗脑断层成像正向问题仿真研究

目的：建立大脑的生物电阻抗模型,仿真研究生物电阻抗脑断层成像正向问题。方法,利用大脑的磁共振成像结构构造模型,采用有限元方法计算正向问题。结果极数和剖分方式对内部信息的提取有影响,电阻率变化的位置、面积和大小对边界电压值影响较大。结论为生物电阻抗脑脑断层成像提供可靠的定量分析数据。