生物醫(yī)學(xué)電阻抗圖像重建算法研究.pdf

1、近三十多年發(fā)展起來(lái)的電阻抗斷層成像技術(shù)（ElectricalImpedanceTomography-EIT），相比于其他CT技術(shù)，以其非侵入性、便攜性、價(jià)格低廉、響應(yīng)快速等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用背景。它是繼形態(tài)、結(jié)構(gòu)成像之后，近年來(lái)才出現(xiàn)的新一代醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。由于電阻抗斷層成像技術(shù)產(chǎn)生和測(cè)量使用的是安全電信號(hào)，使人體避免了射線(xiàn)或核素的傷害，其作為一種理想的并且有著誘人應(yīng)用前景的無(wú)損傷醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，迅速成為研究熱點(diǎn)。

2、r>　　EIT問(wèn)題的關(guān)鍵是如何求解逆問(wèn)題。由于軟場(chǎng)特定的欠定性和病態(tài)性，使得不同的重建算法會(huì)得到不同的逆問(wèn)題的解，從而重建出不同效果的圖像。在本論文中，對(duì)EIT圖像重建算法進(jìn)行了詳細(xì)研究。
　　本論文有組織地涵蓋了以下幾方面的工作:
　　1.利用有限元仿真軟件COMSOLMultiphysics建立正問(wèn)題仿真模型。為了驗(yàn)證邊界電極放置位置對(duì)場(chǎng)域內(nèi)靈敏度分布的影響，建立了16電極均勻分布和非均勻分布圓形場(chǎng)，在相鄰、相對(duì)和間隔三

3、種不同電流激勵(lì)模式下分別進(jìn)行了正問(wèn)題求解，通過(guò)對(duì)比，得到相鄰激勵(lì)的最優(yōu)工作模式。
　　2.基于最優(yōu)工作模式，求到EIT正問(wèn)題的解，即雅可比系數(shù)矩陣，用以進(jìn)行圖像重建。重點(diǎn)研究了EIT圖像重建迭代算法中的最速下降迭代算法(SDA)、牛頓一拉夫遜(Newton-Raphson)迭代算法，修正的Newton-Raphson迭代算法、牛頓一步迭代NOSER算法和正則化算法中的標(biāo)準(zhǔn)Tikhonov正則化算法和改進(jìn)的全變分正則化算法。