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基于Comsol的肺部电阻抗断层成像仿真研究

侯雪  
【摘要】:医学电阻抗成像技术(EIT)是当今生物医学界重要的研究领域之一。本文利用Comsol软件建立16电极圆形场仿真模型,分三种情况分析了有限元剖分的疏密对测量电极电压的影响,对场域内不同位置的成像对象做了正问题分析。利用共轭梯度图像重建算法,针对正问题仿真数据,利用Matlab编程实现对不同位置、不同大小的成像对象的图像重建。对共轭梯度法收敛性进行了分析,并采用设定的迭代停止条件,进行了圆形场重建实验,分别针对单个成像对象和两个成像对象进行分辨能力的评估。结合人体肺部组织的结构特征,利用人体胸部CT扫描图,建立更为精确的胸部仿真模型,实现了肺部连续呼吸过程中的图像重建,采用三种模型对呼吸过程中所重建的图像质量进行对比分析,得出了肺部呼吸过程中电导率和测量电极电压之间的变化关系。应用小波分析方法对肺功能成像过程中EIT电压矩阵数据进行分析,得出了心肺变化信息和频率特性,从中提取出了低频信息和高频信息,从而为临床研究提供依据。


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