基于微分進化算法的腦部阻抗成像技術研究.pdf

1、阻抗成像技術是一種基于生物內部電阻抗分布的成像技術，屬于無創(chuàng)生物檢測技術的重要分支。因其無創(chuàng)性和早期診斷的優(yōu)勢成為目前生物醫(yī)學領域的研究熱點，其無損檢測在工業(yè)檢測和地質探測方面也應用廣泛。生物組織所具有的電學特征是生物組織器官、神經活動所產生的，是生物體的基本生理特征之一。不同組織的生理活動和組織形態(tài)的差異相對明顯，電學特性也存在很大不同，根據(jù)這些電學現(xiàn)象，還原內部生理性組織活動，判斷生物內部組織器官的生理、病理狀態(tài)，幫助人類了解生物各

2、個組織器官的工作機制，為臨床診斷提供檢測依據(jù)。
　　本文主要對電阻抗成像（Electrical Impedance Tomography，EIT）和磁共振電阻抗成像（Magnetic Resonance Electrical Impedance Tomography，MREIT）的逆問題重構算法進行研究。此次研究的主要工作和研究內容如下：
　　首先介紹醫(yī)學影像技術的發(fā)展歷程，闡述傳統(tǒng)醫(yī)學檢測技術的優(yōu)勢和面臨的問題，對阻抗成像

3、的發(fā)展機遇以及研究意義背景做出介紹。其次介紹ANSYS有限元分析軟件，闡明該有限元計算分析軟件的優(yōu)點及剖分準則的選取，根據(jù)MRI掃描大腦內部和邊界信息構建真實模型。為驗證算法的有效性降低仿真實驗次數(shù)，頭球模型先于真實模型驗證算法。最后介紹EIT和MREIT的算法重構，算法重構均采用啟發(fā)式微分進化算法(Differential Evolution，DE)，針對微分進化算法在進化后期進化效率較低的現(xiàn)象，采取動態(tài)調整控制參數(shù)模型的方法對算法進