一种快速电阻抗成像方法及其灵敏度研究

该文介绍了一种基于等位线反投影算法的快速电阻抗断层成像方法，并实现了一种以等位线反投影算法为基础的实用动态电阻抗断层成像方法，分别研究了简单、复杂场域电导率分布下，该重建算法对场域内目标的定位精度及其对场域内部电导率分布变化的灵敏度。研究结果表明：该重建算法可以准确对目标进行定位，而且成像速度快，具有一定的分辨率，对场域内电导率分布的变化具有较好的灵敏度，但该重建算法的图像分辨率仍有待进～步提高。该快速电阻抗成像方法非常适合于对脑血肿、脑水肿患者的实时图像监护，以帮助医生及时做出正确的诊断，这在医学上有着重要的意义。     

基于FPGA的生物电阻抗成像系统设计

根据电阻抗断层成像技术要求,设计了以Spartan3E系列XC3S500E FPGA为核心的16电极生物电阻抗成像系统,系统嵌入8 bit微处理器PicoBlaze实现逻辑控制并产生激励信号实现高速A/D采集及实现数字解调,通过RS232将采集数据传输到PC机,重建人体内部的电阻率分布或其变化图像。为广泛应用研究电阻抗断层成像技术提供一种硬件设计方案。     

电阻抗成像中Jacobi矩阵的一种快速仿真算法

电阻抗成像(FIT)是一种新兴的计算机重构成像技术，它根据物体内部不同物质的导电参数(如电阻率、电容率)的不同，通过对物体表面电流、电压的施加及测量来获知物体内部导电参数的分布，进而重构出反映物体内部结构的仿真图像。作为一种数学物理反问题，EIT技术具有其本身的特点和难点，因而目前还处于探索性研究阶段。而其中涉及到的Jaeobi矩阵计算是大多数EIT重构算法中最重要的环节之一。该文基于微分原理推导了一种该矩阵的快速仿真算法，与其它算法相比，本算法在计算速度和精度上都有很大提高，并且物理概念更清晰、适用范围更广。这对EIT技术走向实用化具有积极意义。     

基于LabVIEW的等位线反投影算法研究

本文分析了一种基于等位线反投影算法的电阻抗成像方法,并用虚拟仪器LabVIEW软件构建一个虚拟平台,实现了电阻抗成像的图像重建。结果表明在各种电导率分布下,该等位线反投影算法可以准确的对目标进行定位。     

电阻抗断层成像的神经网络模型

由于传统的电阻抗断层成像算法成像速度慢、且在某些情况下得到的图像无法反映敏感场的真实阻抗分布,本文提出了两种基于不同神经网络(BP神经网络和RBF神经网络)的电阻抗图像重建模型及其成像算法.结果表明,基于神经网络模型的成像算法从成像质量和速度上均优于传统的成像算法.     

磁声断层成像逆问题的研究进展*

病变组织的早期发现对病症的诊断和治疗具有重要的临床意义。生物磁声断层（Magnetoacoustic tomography, MAT）成像是一种新型的无损伤功能成像技术,它融合了电磁场技术、超声技术和多物理场探测与成像技术,同时具备电阻抗成像的高对比度以及超声扫描成像的高空间分辨率的优点。它基于生物组织电导率的变化特点,能够先于结构成像技术发现组织的早期病变情况。MAT的研究包括正问题和逆问题两方面。该文在简介MAT成像原理的基础上,对其逆问题的研究现状进行综述,对主要方法进行归纳总结,分析目前存在的问题和可能的解决方法,最后指出未来的研究趋势。     

动态电阻抗图象重建的正则化方法

电阻抗图象重建是一个严重病态的反问题,特别是当重建模型的有限单元增大时,重建图象会严差,甚至发散,提出一种全新的基于空间滤波理论的正则化方法,它不依赖于阻抗分布的先验估计,因此它比最大后验（MAP）正则比方法易于实现,而且计算机模拟实验结果表明,利用这种新的正则化方法重建的动态阻抗图象质量好于Tikhonov正则化方法。     

电阻抗成象技术

电阻抗成象技术是国外近十几年来发展起来的一门崭新的医学成象技术，它根据人体内部组织器官具有不同阻抗的特性，借助分布于体表的电极阵列，施加一定模式的注入电流，然后通过测量电极上的电压得到人体内部的阻抗数据，再将这些阻抗数据，依据重建算法，构造出体内组织器官的图象，供临床医生作出判断。本文介绍了电阻抗成象技术的原理，国外发展概况，研究重点和系统实现，以期引起国内医学电子同行的关注，并促进这一新技术在我国的发展。     

基于最大期望算法的电阻抗成像系统的图像重建

电阻抗成像EIT(Electrical impedance tomography)技术利用不同媒质具有不同的电导率这一物理基础,通过测量目标场在一定电刺激下所呈现出的电特性,推导出目标场内部的电导率分布信息,进而推知该场中媒质的分布情况。EIT图像重建问题是一个非线性的病态逆问题,且测量系统往往存在噪声,使重建图像中存在伪影,传统的正则化方法对重建图像伪影的抑制能力有限。本文将一种统计学方法,即最大期望EM(expectation maximization)算法应用于EIT逆问题求解。它将EIT的数学模型转化为非负约束极小化问题,并通过梯度投影简化牛顿算法GPRN(gradient projection-reduced Newton iteration method)求解该问题。与传统的Tikhonov算法和共轭梯度算法CG(conjugate gradient)相比,有效地抑制了重建图像中伪影的产生。仿真和实验结果表明,EIT系统可以通过EM算法获得高质量的重建图像。     

小尺度浅层瞬变电磁探测装置基础研究

电阻抗成像和磁感应成像技术是继CT、核磁共振之后的新一代功能性成像技术,具有无创检测,实时监护的优点。但是电阻抗成像技术精度小,磁感应成像技术检测深度较小,本文提出将地球物理中所使用的瞬变电磁法用于生物体电阻抗测量,首先介绍了瞬变电磁法的原理,然后设计了实验电路,提出了一种可以减小一次场影响的传感器。最后利用琼脂模拟人体组织进行测量,得到涡流衰减曲线。