肺部電阻抗三維成像方法研究.pdf

1、體外循環(huán)術(shù)是治療心血管疾病的有效方法和重要手段。在實(shí)施體外循環(huán)術(shù)后，肺損傷是常見的臨床問題，它會(huì)引發(fā)肺水腫、肺不張乃至急性呼吸衰竭等癥狀。因此，在術(shù)中及術(shù)后需要對(duì)病人的肺部進(jìn)行監(jiān)測(cè)。電阻抗層析成像(ElectricalImpedance Tomography, EIT)技術(shù)是新一代無損傷功能成像技術(shù)，具有無輻射、實(shí)時(shí)性強(qiáng)及便攜性等優(yōu)點(diǎn)，在對(duì)肺損傷病人早期診斷和床旁實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。
　　EIT技術(shù)應(yīng)用于肺部功能監(jiān)測(cè)還

2、存在以下問題:(1)由于肺部幾何結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，難以建立精確的正問題模型。(2)逆問題求解的數(shù)據(jù)量大，導(dǎo)致重建的速度較慢，尤其在三維成像中無法滿足實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)成像的需要。本課題針對(duì)這些問題，從重建算法和系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行深入研究，主要工作包括以下三部分:
　　一、人體胸部模型的建立
　　基于CT影像的先驗(yàn)結(jié)構(gòu)信息，建立精確的二維和三維人體胸部模型。同時(shí)，提出基于模型幾何結(jié)構(gòu)的逆問題網(wǎng)格剖分方法。該方法可以實(shí)現(xiàn)不同形狀、不同分辨率的

3、有限元網(wǎng)格剖分。
　　二、EIT圖像重建算法的研究
　　針對(duì)求解EIT逆問題時(shí)由于計(jì)算量大導(dǎo)致重建速度慢的問題，本文提出一種基于小波分解的WALSQR算法。該方法將圖像重建過程投影到低維尺度空間進(jìn)行，通過提取有效信息減少數(shù)據(jù)計(jì)算量，在保證成像質(zhì)量的前提下提高成像速度。本文將該方法用于EIT二維和三維成像實(shí)驗(yàn)，通過與常用算法的成像效果及運(yùn)算速度進(jìn)行比較證明其有效性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步將該方法應(yīng)用于肺部成像實(shí)驗(yàn)。
　　三、E