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     

电阻抗断层成像硬件系统

本文主要回顾了目前已报道的电阻抗断层成像硬件系统性能及参数，给出了ＥＩＴ硬件系统的基本结构框图，对激励电路，测量电路等主要功能单元的结构及性能进行了分析。     

电阻抗断层成像算法应用综述

电阻抗断层成像（EIT）技术是非侵入性、无损伤、低成本的功能成像技术,在生物医学、地质勘探等领域有着广泛的应用,文章重点对EIT的关键技术,即从基础理论出发对EIT正问题和EIT现阶段广泛应用的重构算法进行介绍,同时对EIT与CT融合成像技术的研究方向进行介绍。EIT技术日趋成熟,具有广泛的应有前景,对EIT技术在生物医学应用领域做概述,并对EIT技术发展提出一些建议。     

在改进的有限元模型上实现一种较严格的动态电阻抗断层 …

对一种较为严格的图像重构算法广义逆法进行了推导，并在计算机有限无限 模型上实现了算法，重构出了反映阻抗变化量的图像，并根据阻抗重构问题的特点、改进了残有的有限元计算机重构模型，在改进模型上实现了广义逆法。改进的模型与原有模型相比，其正向矩阵的病态性得到较大的改善。     

电阻抗断层成像硬件系统

本文主要回顾了目前已报道的电阻抗断层成像（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＩｍｐｅｄａｎｃｅＴｏ－ｍｏｇｒａｐｈｙ，ＥＩＴ）硬件系统性能及参数，给出了ＥＩＴ硬件系统的基本结构框图，对激励电路、测量电路等主要功能单元的结构及性能进行了分析     

电阻抗断层成象

介绍电阻抗断层成像的原理、技术及其临床应用前景     

一种基于频谱约束的多频动态电阻抗断层成像算法

本文旨在提出一种基于频谱约束的多频动态电阻抗断层成像(EIT)算法。在已知成像域内各组分电导率频谱的情况下,通过重构独立于频率的参数——体积分数变化,同时利用多个激励频率下的测量电压差重构一帧时差图像,从而大大增加测量数据量以改善逆问题的病态性。数值仿真实验显示,该算法较传统阻尼最小二乘算法具有更小的图像伪影,且在低信噪比情形下具有更小的位置误差和形变误差。本研究有望为动态EIT提供一种有效利用多频信息的方法,并为在已知各组分电导率频谱情况下的动态EIT发展提供一个新思路。     

在改进的有限元模型上实现一种较严格的动态电阻抗断层成象算法

对一种较为严格的图像重构算法——广义逆法进行了推导，并在计算机有限元模型上实现了该算法，重构出了反映阻抗变化量的图像（即动态成像），并根据阻抗重构问题的特点，改进了现有的有限元计算机重构模型，在改进模型上实现了广义逆法。改进的模型与原有模型相比，其正向矩阵的病态性得到较大的改善。从重构结果上看，在改进模型上的广义逆法与现有算法——等位线法相比，成像定位更准确、图像更清晰，能较好的重构出阻抗分布复杂的模型，噪声性能也优于等位线法。     

电阻抗断层成像的驱动模式

本文分析了ＥＩＴ中驱动模式的研究意义，分类介绍了已有的驱动模式，回顾了现有３ＩＴ系统中采用的驱动模式，最后指出了各种驱动模式的优缺点，并提出了可能的改进意见。     

阻抗断层成像的应用研究进展

医学影像技术日新月异,阻抗断层成像（ＥＩＴ）是近年来出现的又一新的医学影像技术。本文回顾了ＥＩＴ成像技术芨共在医学领域的研究进展情况。     

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.     

一体化多电极电阻抗断层成像数据采集系统设计

非均匀与均匀介质电场的空间分布在边界条件上的关系是影响旋转电极EIT成像分辨率的因素之一。为此设计了一种8层共1 024电极的电阻抗断层成像数据采集系统。该系统采用一体化设计方案,8层PCB层叠结构,用排针、排母进行物理支撑和电气连接,最大限度地减少了引线对信号采集的影响。PCB工艺形成的电极具有数量多,分布均匀,在不同旋转方向上形成的电场一致性较好的特点。系统采用在FPGA中构建NIOS II软核处理器进行整体控制。结果表明,系统物理模型所形成的介质电场均匀,从不同旋转角度上实测的电场分布的其一致性较好;电场分布和数据采集的结果达到设计要求。     

基于混合正则化算法的颅内异物电阻抗成像仿真研究

为提高电阻抗静态重构图像的质量,研究将离散变差函数引入到重构算法中,形成混合正则化重构算法,并对计及颅骨的颅内异物进行了重构成像。与常用的Tikhonov正则化算法相比,混合正则化重构算法对重构信息的分辨能力显著提高,能有效克服低电导率颅骨对颅内信息的屏蔽效应,显著改善所得重构图像质量,与设定病例的医学图像相符。这一成果提高了电阻抗静态成像技术在颅内异物定位方面的质量,为电阻抗静态成像技术的实用化打下了基础。     

电阻抗成像技术

介绍了一种新的医学图像重建技术--电阻抗成像技术(EIT).EIT依据生物组织不同部位的导电参数(电阻率、介电常数/电容率)以及同一部位在正常和病变时导电参数的变化来判断疾病的源.EIT设备通过对体组织表面电流、电压的施加及测量来获知体组织内部导电参数的分布,并重建出反映体组织内部的图像.详细分析了EIT成像中遇到的关键问题以及现有的主要应对方法,列举了EIT技术在临床医学上的应用现状,同时对EIT在技术和临床上的发展趋势进行了展望.     

基于遗传算法的电阻抗图像重建

电阻抗图像重建是一个严重病态的非态线性的逆问题， Newton-Raphson迭代算法是目前理论上最为完善的静态电阻抗图像重建算法，它是一种基于最小化目标函数的搜索算法，在实际阻抗图像重建过程中对噪声非常敏感，即使使用正则化技术其稳定性和图像重建精度仍较差，本文提出一种基于遗传算法的图像重建新方法。实验结果表明这种方法具有较强的抗噪能力，其重建的静态电阻抗图像精度和空间分辨率都大大好于改进的Newton-Raphson重建算法。     

基于EIT技术颅内电阻抗特性分析

电阻抗断层成像技术（EIT）是一种基于生物组织电学特性的成像技术。本研究基于EIT技术对二维四层同心圆头模型和基于MRI图片构造的脑电二维真实头模型的电阻抗特性进行了分析，给出了头部组织电导率参数变化对求解区域场内及头皮表面电位分布的影响，得出了有实际意义的结论，为实现颅内EIT逆问题求解和阻抗成像及脑内电特性的深入研究奠定了基础。     

颅内出血动态过程的电阻抗成像仿真研究

基于等位线反投影算法的动态电阻抗断层成像技术具有对目标定位准确，成像速度快，有一定的分辨率等优点。将该技术应用于颅内出血疾病的实时监测，及时反映颅内出血的变化情况，这在医学上有着重要意义。作为该技术应用于颅内出血实时监测的基础研究，本研究利用等位线反投影算法，仿真了动态电阻抗断层成像技术应用于颅内出血疾病实时监测过程。研究结果表明，动态电阻抗断层成像等位线反投影算法重建的图像可以反映颅内出血的变化情况，能够应用于颅内出血动态过程监护。     

基于GMRES和Tikhonov正则化的生物电阻抗图像重建算法

电阻抗层析成像(Electrical impedance tomography,EIT)是利用被测物体场内部电导率分布不均匀性,通过边界注入电流,测量边界电压变化,重构被测场内电导率分布图像。由于EIT测量数据有限,场域存在严重的非线性,导致问题的欠定性。我们介绍了一种新的组合算法,利用GMRES算法生成Krylov子空间,并结合Tik-honov正则化方法进行图像重建。该算法不仅改善了实时性,而且提高了成像质量及鲁棒性。     

A DSP Based Multi-Frequency 3D Electrical Impedance Tomography System

This paper describes the design of a multi-frequency Electrical impedance tomography (EIT) system, which provides a flexible mechanism for addressing up to 48 electrodes for imaging conductivity and permittivity distributions. A waveform generator based on a digital signal processor is used to produce sinusoidal waveforms with the ability to select frequencies in the range of 0.1–125 kHz. A software based phase-sensitive demodulation technique is used to extract amplitudes and phases from the raw measurements. Signal averaging and automatic gain control are also implemented in voltage and phase measurements. System performance was validated using a Cardiff-Cole Phantom and a saline filled cylindrical tank. The signal-to-noise ratio (SNR) using saline tank was greater than 60 dB and the maximum reciprocity error less than 4% for most frequencies. The common-mode rejection ratio (CMRR) was nearly 60 dB at 50 kHz. Image reconstruction performance was assessed using data acquired through a range of frequencies. This EIT system offers image reconstruction of both conductivity and permittivity distributions in three dimensions. The imaging results are presented in time difference and frequency difference imaging.     

电阻抗成像中变差正则化算法的研究

我们将变差函数作为罚函数项引入到电阻抗逆问题的正则化重构算法中，形成了变差正则化算法，与常用Tikhonov正则化算法不同，该算法在重构中不仅能够保证逆问题解适定，同时还能够很好地提高重构图像的对比度和锐度，使所得重构图像目标区域与背景区域之间边界更加清晰，定位更加准确，进而使EIT重构图像与医学图像更加吻合，对EIT成像技术早日走上实用化有积极意义。