基于生物阻抗技術(shù)的腫瘤功能成像研究.pdf

1、電阻抗斷層成像(Electrical Impedance Tomography，簡(jiǎn)稱(chēng)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)的特性，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。生物阻抗技術(shù)具有無(wú)創(chuàng)傷、低成本、連續(xù)監(jiān)測(cè)等特點(diǎn)，是一種功能成像方法，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。本論文主要包括兩大部

2、分，第一部分對(duì)基于RBF人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電阻抗成像算法進(jìn)行了研究，第二部分通過(guò)建立簡(jiǎn)化模型，對(duì)基于阻抗測(cè)量的腫瘤檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。 電阻抗成像算法的研究，首先給出基于有限元的電阻抗成像正問(wèn)題求解過(guò)程，對(duì)正問(wèn)題的求解過(guò)程中所涉及到的有限元理論、拉普拉斯方程的變分推導(dǎo)以及區(qū)域模型的有限元剖分方式和剖分實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題進(jìn)行了分析；其次，對(duì)電阻抗成像反問(wèn)題以及反問(wèn)題的病態(tài)性做了深入探討；然后，將RBF人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到電阻抗成像算法中，對(duì)RB

3、F網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、目標(biāo)模型和樣本設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型選擇、網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法、圖像重建過(guò)程進(jìn)行了具體論述；最后，就該算法的成像過(guò)程進(jìn)行了仿真，對(duì)影響圖像重建效果的因素進(jìn)行了討論。 針對(duì)簡(jiǎn)單遺傳算法中存在的早熟收斂現(xiàn)象和收斂速度慢的問(wèn)題，借鑒自然界常見(jiàn)的有性繁殖和“小生境”現(xiàn)象，將性別、年齡與二倍體編碼方法相結(jié)合，引入小生境選擇技術(shù)，提出了基于有性繁殖的小生境遺傳算法。通過(guò)建立簡(jiǎn)化模型，對(duì)腫瘤(如：乳腺腫瘤、淋巴瘤)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究，并用