電阻抗成像技術(shù)的研究.pdf

1、電阻抗成像(Electrical Impedance Tomography,簡(jiǎn)稱EIT)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種基于計(jì)算機(jī)斷層成像的醫(yī)學(xué)影像技術(shù).它根據(jù)生物體內(nèi)部不同組織的導(dǎo)電參數(shù)的異性,由注入的交變電流信號(hào)和測(cè)量得到的電壓數(shù)據(jù),利用重建算法得到電阻抗的斷層圖像.EIT技術(shù)得到的是一種功能性圖像,可以用于人體組織與器官的功能性評(píng)價(jià),臨床上可用于腫瘤、癲癇等多種疾病的早期發(fā)現(xiàn)及診斷.EIT技術(shù)具有無(wú)創(chuàng)傷、低成本、連續(xù)監(jiān)測(cè)等特點(diǎn),近年來(lái)已成為

2、國(guó)內(nèi)外生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一.在理論上,EI T技術(shù)是一個(gè)涉及電磁場(chǎng)計(jì)算的逆問(wèn)題,其核心是阻抗圖像的重建算法.電磁場(chǎng)計(jì)算的逆問(wèn)題本質(zhì)上是數(shù)學(xué)物理的逆問(wèn)題,因此,EIT圖像的重建涉及到有限元理論、非線性方程組的求解和逆問(wèn)題的病態(tài)性等數(shù)學(xué)物理問(wèn)題.目前,EIT技術(shù)面臨的難題之一是受測(cè)量數(shù)據(jù)信息量的限制,重建圖像的空間分辨率較低,甚至在重建過(guò)程中出現(xiàn)嚴(yán)重的病態(tài)性,難以得到重建圖像或重建圖像嚴(yán)重失真,制約了該技術(shù)的臨床應(yīng)用.針對(duì)以上

3、問(wèn)題,該文對(duì)EIT圖像的重建模型和重建算法作了較為深入地研究.重點(diǎn)研究了靜態(tài)EIT成像中的Newton-Raphson算法及其改進(jìn)方法,包括基于有限元的正問(wèn)題的求解、Newton-Raphson算法的建立及修正、圖像重建仿真及對(duì)影響圖像重建效果因素的分析;討論了小波理論在EIT成像方面的應(yīng)用.理論分析和仿真實(shí)例表明,該文提出的對(duì)Newton-Raphson算法的改進(jìn)方案是可行的,與傳統(tǒng)方法相比,該方法不僅可以改善成像效果,而且可以提高H