多尺度残差网络模型的开放式电阻抗成像算法

针对开放式电阻抗成像（OEIT）的图像重建算法存在的成像精度低、对噪声敏感、重建图像伪影面积较大等问题,提出基于多尺度残差网络模型的OEIT算法. 该算法利用不同尺寸卷积核的残差块提取边界电压的多尺度特征;在完成特征拼接后,利用卷积实现深层信息融合,得到预测的电导率分布结果. 使用有限元法搭建OEIT正问题模型,构造“边界电压?电导率分布”数据集,将所提算法与其他算法在该数据集和实际模型实验中进行比较. 结果表明,所提算法使OEIT的重建精度、抗噪能力和定位目标准确性显著提高,并使检测目标的伪影面积缩小.     

二维磁声电图像重建及成像影响因素分析

磁声电成像(MAET)是一种新型生物医学成像技术,结合了电阻抗成像高对比度和超声成像高分辨率优势,是一种有望获得高质量图像的生物电阻抗成像方法。该文建立了二维磁声电正问题和逆问题的数学模型,推导了基于互易定理正逆问题理论公式,在此基础上实现了二维模型电流密度和电导率分布的图像重建。对超声探头焦斑大小和扫描步长对重建图像质量的影响进行分析,得出焦斑大小决定磁声电成像的横向分辨率,扫描步径在一定程度上影响成像质量。     

基于自适应有限元网格细分法的电阻抗断层成像技术

电阻抗断层功能成像技术(Electrical Impedance Tomography简称EIT),是当今生物医学工程学领域重大研究课题之一.它是通过对物体表面电压、电流的测量来重建物体内部阻抗分布或变化的一种新颖的医学成像技术.在电阻抗成像(EIT)技术中,有限元(FEM)网格剖分规模较大时,重建算法将出现严重的病态性.本文利用在局部阻抗异变处进行有限元细分,其余处粗分的自适应网格剖分算法,与Newton-Raphson算法相结合进行电阻抗断层图像重建,实验结果表明此方法是有效的.     

基于EIT技术的二维头模型电特性研究

介绍了一种新的医学图象重建技术－电阻抗断层成像（EIT）技术，并用于头模型电阻抗特性的研究。本文给出了二维计算机模拟头模型，采用有限元方法进行正问题的求解，用简单反投影算法进行了图象的重建，成像结果与实际模型相近。     

头部异物两步核磁共振电阻抗成像仿真研究

在三层球和真实形状头模型(包括头皮、颅骨和大脑)上,采用基于径向基函数(RBF)神经网络的两步核磁共振电阻抗成像(MREIT)算法,对颅内病变组织阻抗成像进行了仿真研究.使用高分辨率的核磁共振成像系统对人体头部进行三维构建和不同组织边界区分,利用两步基于径向基函数神经网络的MREIT算法分别对颅内病变组织均匀阻抗和非均匀阻抗(每个单元的电阻抗值)分布进行估计.该两步MREIT算法适用于人体头部复杂组织结构的阻抗成像,仿真实验表明,采用MREIT技术对颅内占位性病变组织(血肿或脑瘤)的阻抗成像过程简单,重构的阻抗图像具有较高的精确性,算法具有一定的抗噪性能.     

基于张量分解的电阻抗三维成像方法

针对现有的三维电阻抗成像只是对图像横截面的单独重建,然后罗列为三维进行显示,没有考虑到不同图层间的关联性,致使图像信息利用不充分的问题,提出一种基于张量分解的电阻抗三维成像方法.该方法将实验中测得的数据建立张量模型,使用张量分解可以对胸腔进行直接三维重建,能够充分利用图层间的关联性;并将该方法与总变差正则化(Total...     

换能器指向性对磁感应磁声成像伪影的影响

磁感应磁声成像具有超声成像高分辨率和强穿透性、电阻抗成像高对比度的优点,在早期肿瘤诊疗方面有巨大的应用潜力. 本文针对电导率边界图像伪影问题,基于换能器接收特性和声偶极辐射原理,对双层偏心球状组织模型进行了磁声信号的仿真,分析了重建图像伪影的产生原因,并研究了换能器指向性与重建图像伪影的关系. 结果表明,随着换能器ka的增大,其接收特性接近单指向性,重建图像的伪影逐渐模糊直至消失,证明提高换能器指向性可有效抑制伪影的产生. 本研究为磁感应磁声成像中换能器的选择提供参考,也为其图像重建质量的提高提供了技术支持.     

电容层析成像RBF神经网络图像重建算法的改进

RBF神经网络图像重建算法在电容层析成像系统中应用广泛,它较好地克服了ECT系统的软场特性、强非线性和不适定性,其成像时间和成像精确度比其他算法都有很多改善.本文从有限元场域剖分、数据归一化和神经网络输入层角度对该算法进行了相关改进.仿真实验结果证明,改进后的算法有着更好的成像时间和成像精确度.     

基于MATLAB的电容层析成像系统一种剖分方法的实现

电容层析成像是监测两相流动的一种新技术.它可重建两相流在其流经管道横截面上的相分布图像,而重建图像的先决条件是需获得成像系统的灵敏场分布.有限元仿真技术可以较为精确地获得在特定介质分布下的灵敏场分布,并且由于工作主要由计算机完成,数据的后期处理等都大为简化.有限元仿真技术的首要任务,是对场域进行合理的剖分.介绍了基于MATLAB的一种剖分方法的实现.在此剖分方法下,实现了电容层析成像系统的灵敏场分布的计算.     

一种分解型Quasi-Newton电容层析成像图像重建算法

针对电容层析成像系统中的"软场"效应和病态问题,在分析电容层析成像和QuasiNewton算法原理的基础上,基于非线性最小二乘的成像原理,提出了一种新的分解型Quasi-Newton电容层析成像算法,推导出了求解ECT反问题的分解型拟牛顿图像重建算法放的计算步骤,同时利用信赖域公式对目标函数的Hessian矩阵进行校正.仿真实验表明,基于分解型拟牛顿方法具有可行性,对于基本流型该算法与LBP算法相比,具有成像质量高和边界均匀稳定的特点,为ECT图像重建的研究提供了一个新的思路.     

改进归一化方法对ECT重建图像质量的影响

为了提高电容层析成像（ECT）系统重建图像的质量,提出一种改进的电容测量值归一化方法.在典型流型分布下,对使用不同归一化方法情况下的正则化迭代算法和Landweber迭代算法的重建结果进行比较,分析了不同归一化方法对这两种常用迭代算法重建图像质量的影响.实验结果表明：对于三种典型流型的多数相含率分布情况,采用改进的归一化方法能够减小系统线性近似求解的偏差,提高两种迭代重建算法的重建图像质量.     

Ultrasonic transducer array tomography for detecting defect of metal plate based on Hilbert transformation

Hilbert transformation and improved ellipse localization method is applied in ultrasonic transducer array tomography to detect defect of metal plate.By combining the improved ellipse localization metho...     

基于改进总变差正则化算法的金属缺陷三维重建方法

为解决电磁层析成像(electromagnetic tomography,EMT)图像重建中的不适定性和病态性,将电磁层析成像用于金属缺陷检测,根据缺陷分布的稀疏性,提出了一种基于改进的总变差正则化算法(total variation,TV)的电磁层析成像图像重建方法,讨论了检测深度与激励频率的关系,利用三维重建算法对金属零件的表面和内部缺陷进行检测。通过仿真和实验评估了所提出算法的性能,并与Tikhonov正则化算法和L1正则化算法的重建图像和相对误差(relative error,RE)进行了比较。仿真和实验结果表明:使用改进的TV正则化算法重建的图像具有更好的图像重建效果和更小的相对误差,相对误差低至0.1左右,可以提高缺陷图像的重建质量和精度。     

各向异性头部组织感应电流磁共振电阻抗成像

为了对人体头部组织各向异性电导率分布进行成像,借助扩散张量核磁共振成像(DT-MRI)技术,提出一种新的感应电流磁共振电阻抗成像(IC-MREIT)算法.采用IC-MREIT J-substitution算法,重构头皮、颅骨、脑脊液、灰质组织的各向同性电导率及白质组织的等效各向同性电导率分布,以该等效各向同性电导率分布作为初始信息,迭代重构脑白质各向异性电导率分布.基于磁共振成像(MRI)数据,构建包含5种组织的真实头模型,在该模型上对重构算法的可行性进行验证.在无噪声及15％的噪声水平下,重构电导率的相对误差分别小于15％和24％.仿真结果表明,该算法具有较高的抗噪声能力和成像精度.     

注入及感应电流磁共振电阻抗成像对比

为了对比注入电流磁共振电阻抗成像(MREIT)及感应电流磁共振电阻抗成像(IC-MREIT)用于重构人体头部组织电导率分布的性能,分别在3层球头模型及包含5种组织的真实头模型上进行仿真.正问题仿真结果表明：在满足人体安全性要求的前提下,2种成像方法在头部组织内产生的电流密度的强度处于同一数量级,但IC-MREIT产生的电流密度略大且分布受颅骨影响较小.基于J-substitution算法的逆问题仿真结果表明：对于3层球头模型,IC-MREIT能够在较少的迭代次数内,以更高的精度重构出电导率分布;对于真实头模型,MREIT具有更好的收敛特性和成像精度.     

一种提高数字全息再现像质量的方法

针对数字全息中零级像和共轭像的存在影响数字再现像的质量这一问题 ,采用四步相移方法 ,对离轴数字全息图采用相加运算处理 ,能较好地去除零级像及共轭像 ,提高了信噪比 ,从而提高了再现像质量 .