胃動力電阻抗斷層成像算法研究.pdf

1、胃動力檢測和評估是功能性胃腸疾病評判的重要方法，具有重要的臨床需求。鑒于目前功能性消化疾病的高發(fā)病率和現(xiàn)有檢測方法與設(shè)備的局限性，電阻抗斷層成像技術(shù)(Electrical Impedance Tomography，EIT)可能全面、準(zhǔn)確測定消化過程的胃部區(qū)域電特性狀態(tài)，具有功能性判斷和形態(tài)學(xué)判斷的巨大優(yōu)勢。同時它具有簡便、無創(chuàng)、廉價的優(yōu)勢，也可以對病人進(jìn)行長期、連續(xù)監(jiān)護(hù)。本文通過研究反投影算法探索胃部區(qū)域的電阻抗斷層成像的正問題和逆問題

2、，希望找到適合胃部區(qū)域特點(diǎn)的有效成像方法。
　　 本文主要完成以下工作：
　　 (1)提出了參照人體胃部斷層解剖數(shù)據(jù)融合的EIT建模思想，實(shí)現(xiàn)基于人體真實(shí)胃體的邊界輪廓有限元剖分模型。
　　 (2)對EIT正問題進(jìn)行了研究，完成了正問題的數(shù)學(xué)描述和正向計算。設(shè)置均勻電導(dǎo)率，生成電導(dǎo)率矩陣，施加邊界條件，加載電流，LU分解求解矩陣方程，求得所有節(jié)點(diǎn)電位。分析了包括位置不變、區(qū)域不變、電導(dǎo)率變化，位置不變、區(qū)域變化、

3、電導(dǎo)率不變和位置變化、電導(dǎo)率不變等多種情況下的邊界電位和相對電位變化率的情況。
　　 (3)對EIT逆問題進(jìn)行了研究，借鑒反投影的原理和數(shù)學(xué)描述，完成了用于胃區(qū)的EIT算法成像。設(shè)置不同情況的非均勻電導(dǎo)率，計算各種情況下的邊界電位的分布。求得同一電極激勵情況下，相鄰兩電極節(jié)點(diǎn)的壓差。將此壓差與均勻分布情況中的壓差進(jìn)行歸一化，完成電導(dǎo)率歸一化。
　　 (4)列舉并對場域內(nèi)多種電導(dǎo)率變化情況進(jìn)行成像，分析成像結(jié)果，評價胃動力

4、，研究表明：反投影成像算法可以對場域內(nèi)目標(biāo)進(jìn)行定位，可模擬胃排空的狀態(tài)，具有一定的分辨率；當(dāng)電導(dǎo)率分布發(fā)生改變時，重建圖像可以較好的反映出其電導(dǎo)率的變化，可以反饋胃蠕動的情況。
　　 研究表明：反投影成像算法可以對場域內(nèi)目標(biāo)進(jìn)行定位，反應(yīng)胃排空的情況，具有一定的分辨率；當(dāng)電導(dǎo)率分布發(fā)生改變時，重建圖像可以較好的反映出其電導(dǎo)率的變化，反應(yīng)胃蠕動的情況。同時，對本課題以后的研究做了進(jìn)一步展望，希望改進(jìn)成像算法，提高圖像分辨率，消除拖