磁探測(cè)電阻抗成像在肺部呼吸監(jiān)測(cè)中的研究.pdf

1、用于肺部疾病檢查的臨床技術(shù)有多種，但現(xiàn)有的常規(guī)影像學(xué)診斷并非連續(xù)成像，難以反映具有特殊周期性、時(shí)域性的呼吸過(guò)程，而且它們大多只能在出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性病變之后才能給出檢查結(jié)果?；陔娞匦詸z測(cè)的電阻抗成像技術(shù)（electrical impedance tomography,EIT）則可發(fā)現(xiàn)器質(zhì)性病變之前出現(xiàn)的功能性異常，用于肺部呼吸疾病的早期篩查。磁探測(cè)電阻抗成像(magnetic detection electrical impedance to

2、mography，MDEIT)是一種新型的電阻抗成像，具有非接觸、價(jià)格低廉、測(cè)量方便等優(yōu)點(diǎn)。
　　本文將磁探測(cè)電阻抗成像應(yīng)用到肺部呼吸監(jiān)測(cè)中，針對(duì)磁探測(cè)電阻抗成像技術(shù)的正問(wèn)題，以肺癌圖像數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)盟(lung image database consortium，LIDC)數(shù)據(jù)構(gòu)建真實(shí)人體胸腔物理模型，采用了有限元方法得到成像體內(nèi)部的電勢(shì)和電流密度分布，然后根據(jù)Biot-Savart定律分別獲得正常人、肺氣腫、肺腫瘤呼氣末與吸氣末成像

3、體外部的磁感應(yīng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，正常人吸氣末時(shí)成像體周?chē)拇鸥袘?yīng)強(qiáng)度值大約比呼氣末小8.875％。研究結(jié)果顯示了呼吸時(shí)由于肺容積、電導(dǎo)率分布的不同而導(dǎo)致周?chē)鸥袘?yīng)強(qiáng)度等信息的差異。
　　針對(duì)磁探測(cè)電阻抗成像的逆問(wèn)題，本文首先采取廣義逆求解的方法，利用兩個(gè)分量的磁感應(yīng)強(qiáng)度增加測(cè)量信息，對(duì)基于LIDC數(shù)據(jù)庫(kù)而構(gòu)建的真實(shí)人體肺部模型進(jìn)行圖像重建，并數(shù)值分析了重建電流密度的相對(duì)誤差和相對(duì)殘差。在此基礎(chǔ)上，利用TSVD正則化和Tikhon