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《浙江大学》 2005年
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基于磁共振成像系统的头部三维电阻抗成像技术研究

高诺  
【摘要】:在现代医学中,高分辨率的、精确的电阻率分布图对许多疾病的诊断和治疗都起着十分重要的作用。基于磁共振成像系统的生物电阻抗成像技术(MREIT)是近几年发展起来的新型非入侵式成像技术。由于该技术的成像精确度与空间分辨率都比普通阻抗成像技术高很多,受到越来越多的阻抗成像技术工作者的关注。目前MREIT技术存在的问题有:1,大多数MREIT成像算法都是基于二维物体的阻抗成像;2,成像物体在核磁共振成像系统(MRI)中的旋转问题。这两个问题阻碍了MREIT技术的继续发展。本论文针对上述两个影响MREIT技术发展的问题展开研究,首先提出了一种三维MREIT成像算法,实现了对三维物体的阻抗重建,然后针对成像物体在MRI系统中的旋转问题,提出了两个仅利用单个磁感应强度测量值对三维物体电导率分布进行重建的MREIT算法。上述算法的可行性与有效性均在头模型上进行了计算机仿真实验验证,并取得了令人满意的结果。本论文安排如下: 1,第一章简述了选题意义。首先概述了生物电阻抗分布图的医学研究意义、传统生物电阻抗成像技术对头部进行阻抗成像的难点,然后介绍了基于磁共振成像系统的生物电阻抗成像技术的发展及研究潜力,最后介绍了本论文的主要研究内容与主要创新点。 2,第二章详细介绍了基于磁共振成像系统的生物电阻抗成像技术的背景知识。首先对磁共振成像的成像原理做了简单的介绍,然后介绍了利用磁共振成像系统检测物体内电流密度分布的电流密度成像技术的成像过程与成像原理,最后论述了基于磁共振成像系统的生物电阻抗成像技术的发展历程、正问题、逆问题与目前面临的难点问题。 3,第三章针对目前MREIT技术大多是对二维物体进行阻抗成像的问题,将二维MREIT算法进行了三维扩展,从正问题、逆问题、解的唯一性等方面对此三维MREIT算法进行了详细论述。然后利用此三维MREIT算法在四层球头模型上进行两组仿真实验,分别利用此算法检测头部真实电导率分布及检测由脑出血与脑缺血引起的大脑电导率的变化。两组仿真实验结果均取得了令人满意的结果。 4,第四章针对目前阻碍MREIT发展的最大问题,成像物体在MRI系统中的旋转问题,原创性地提出了一种基于径向基函数的MREIT算法,RBF-MREIT算法。该算法仅利用单个磁感应强度测量值对三维物体电导率分布进行重建,有效地解决了成像物体在MRI系统中的旋转问题。在三层球头模型与真实头模型上进行的仿真实验证明了该算法的可行性与有效性。 5,第五章提出了一种新颖的、基于表面响应模型的MREIT算法,RSM-MREIT算法。该算法利用表面响应模型方法与单纯形法构建函数输入—输出关系式并对最优电导
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:R318.0

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘君;脑电计算中基于医学图像的真实头有限元模型构造研究[D];浙江大学;2007年
2 刘阳;头部组织感应电流磁共振电阻抗成像技术研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 姚远;脑电计算中有限元真实头模型的构造研究[D];浙江大学;2006年
2 孙晓文;产生薄片型均匀磁场永磁机构的优化设计[D];沈阳工业大学;2007年
3 赵志洋;基于MRI的高原脑水肿诊断方法研究[D];云南大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 王妍,任超世;3D-EIT图像重建的研究进展[J];国外医学.生物医学工程分册;2003年06期
2 高诺,朱善安,邹凌;电流密度成像及其在生物电阻抗成像中的应用[J];国外医学.生物医学工程分册;2004年05期
3 南国芳,王化祥,王超;基于BP神经网络和遗传算法的电阻抗图像重建算法[J];计量学报;2003年04期
4 林磊,莫玉龙,侯卫东;电阻抗成像系统的设计和实现[J];计算机工程;2002年07期
5 宫莲,张克潜;用三维各向异性电阻抗成像作人脑活动的研究[J];清华大学学报(自然科学版);1999年05期
6 宫莲,黄平,刘茵;一种有效的电阻抗成像的图像重建算法[J];中国生物医学工程学报;1991年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高俊吉;刘大明;姚琼荟;周国华;闫辉;;用边界元法进行潜艇空间磁场推算的试验检验[J];兵工学报;2006年05期
2 李勇;丁凡;满军;邵森寅;;线性力马达低功耗设计方案研究[J];兵工学报;2009年06期
3 徐曙光;周广宇;苏宝国;张宗军;和毅然;;轴向双分裂变压器的电场计算和漏磁计算[J];变压器;2010年06期
4 黄强;;双饼连续式低压绕组电流分布特点与计算[J];变压器;2012年04期
5 杨海燕;岳建华;刘志新;;矿井瞬变电磁法多匝小回线装置电感效应的理论研究[J];吉林大学学报(地球科学版);2006年S1期
6 杨海燕;岳建华;;巷道影响下三维全空间瞬变电磁法响应特征[J];吉林大学学报(地球科学版);2008年01期
7 马子文;赵成宏;黄中;李广;;永磁接触器的有限元分析及结构优化[J];船电技术;2009年06期
8 刘大明;刘胜道;肖昌汉;周国华;王昭;;舰艇闭环消磁技术国内外研究现状[J];船电技术;2011年10期
9 侯雪;刘準;;基于最小二乘回归模型的EIT数据分析[J];长春大学学报;2011年06期
10 任吉林;刁海波;唐继红;俞佳;宋凯;;涡流传感器提离效应的ANSYS模拟[J];传感技术学报;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 唐敏康;马艳玲;;基于有限差分法的线板式电除尘器粒子输送模型的建立[A];第十四届中国电除尘学术会议论文集[C];2011年
2 王凌;郑大钟;;仿真优化的集成框架及其关键问题[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
3 张俊峰;李兴国;娄国伟;;MCM系统中热传递的非傅立叶效应分析[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
4 廖文春;陈加清;孙鹏;陈岩;;测量两种常见不规则建筑基础接地电阻时的有限差分分析[A];第28届中国气象学会年会——S13雷电物理、监测预警和防护[C];2011年
5 张伟波;徐晓辉;王保良;黄志尧;冀海峰;;四电极生物鱼传感器灵敏场分析[A];中国仪器仪表学会第十二届青年学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡亮;基于边界法向磁通密度逐点测量的无旋磁场重构方法及其应用[D];浙江大学;2010年
2 罗兆楠;直流输电线路邻近建筑物时合成电场计算方法及其应用研究[D];华北电力大学(北京);2011年
3 刘士利;改进的边界元法及其在电场计算中的应用[D];华北电力大学(北京);2011年
4 杨光源;运动导体涡流电磁问题的径向基点配置型无单元算法研究[D];华中科技大学;2011年
5 毛虎平;基于仿真模型的动态响应优化算法研究[D];华中科技大学;2011年
6 李月卉;电磁场数值求解中迭代方法与预条件技术研究[D];电子科技大学;2011年
7 李景丽;接地网频域性能及杆塔接地极冲击特性的数值分析及试验研究[D];重庆大学;2011年
8 丁亮;基于Maxwell方程正反演的混凝土无损检测方法[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 孙梅;突变材料对光电器件中电流、热量和光波控制的研究[D];河北工业大学;2010年
10 王宏斌;广义反投影方法在三维电阻抗成像中的研究及实现[D];河北工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘鹏;煤粉永磁强磁滤器的研究[D];河南理工大学;2010年
2 李新蕾;金属磁记忆检测机理的试验研究与有限元仿真[D];南昌航空大学;2010年
3 袁恒;三维标测技术中的定位电场仿真及实验研究[D];郑州大学;2010年
4 陈晶;高效高压异步电动机铁心损耗和附加损耗的分析计算[D];哈尔滨理工大学;2010年
5 王成立;基于Ansoft的发电机定子端部短路故障分析研究[D];浙江大学;2011年
6 夏冰;小型垂直轴风力发电盘式永磁电机的研究[D];浙江大学;2011年
7 吕振军;插装式三通比例减压阀研究[D];浙江大学;2011年
8 方向;高速重载车辆辅助制动系统比例控制阀的研究[D];浙江大学;2011年
9 唐杰;开域微波场介质散射的有限元仿真研究[D];沈阳工业大学;2011年
10 华争祥;高压断路器三维电场数值仿真[D];沈阳工业大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李圣清,朱英浩,周有庆,彭玉楼;基于交互式多目标遗传算法的无源滤波器优化设计[J];电工技术学报;2003年06期
2 缪希仁,张培铭;多目标动态优化高级遗传算法及其在智能化电磁电器设计中的应用研究[J];电工技术学报;1999年04期
3 罗平,杨仕友,倪光正;改进的表面响应模型及其在电磁装置优化设计中的应用[J];电机与控制学报;2003年03期
4 石琳珂;逐步缩小搜索范围的遗传算法[J];地球物理学进展;1995年04期
5 安源,任超世;电阻抗断层功能成像技术的发展[J];第四军医大学学报;2001年01期
6 时永刚,刘小军,王东峰,杨鸿波,邹谋炎;多模态图像配准的配准测度和性能分析[J];电子与信息学报;2004年11期
7 刘东华,孙朝晖;核磁共振T_1、T_2加权成像[J];物理与工程;2004年03期
8 郑旭媛,万柏坤;脑电逆问题的研究进展[J];国外医学.生物医学工程分册;2001年04期
9 邹凌,朱善安,张迎春;关于脑电偶极子源定位问题[J];国外医学.生物医学工程分册;2003年03期
10 张迎春,朱向军,朱善安,贺斌;脑电皮层成像技术[J];国外医学.生物医学工程分册;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张迎春;有限元素法在三维各向异性脑电正问题及皮层成像技术中的应用[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 郑丽君;基于遗传算法的多目标优化与决策方法研究[D];国防科学技术大学;2003年
2 陈华;基于径向基函数的有限体积方法[D];南京航空航天大学;2005年
3 姚远;脑电计算中有限元真实头模型的构造研究[D];浙江大学;2006年
4 朱建栋;特殊磁场定位测量系统的研究[D];沈阳工业大学;2006年
5 闫芬;功能磁共振数据处理的几种方法研究[D];大连理工大学;2006年
6 史普花;基于CT图像的4种肺实质分割算法性能比较研究[D];泰山医学院;2009年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘君;脑电计算中基于医学图像的真实头有限元模型构造研究[D];浙江大学;2007年
2 李霞;全开放永磁MRI系统梯度线圈设计研究[D];沈阳工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 韩婷彦;三维头部数值模型的建立及DBS电场的分析研究[D];河北工业大学;2011年
2 彭一彪;基于有限元的医学图像非刚性配准[D];华中科技大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 安源,任超世;电阻抗断层功能成像技术的发展[J];第四军医大学学报;2001年01期
2 宫莲,张克潜;用三维各向异性电阻抗成像作人脑活动的研究[J];清华大学学报(自然科学版);1999年05期
3 侯卫东,张卫民,莫玉龙;电阻抗成像中有限元法的算法实现[J];上海大学学报(自然科学版);2000年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 任献普;刘新福;黄宇辉;柳春茹;赵晓然;赵丽敏;;基于EIT技术的微区薄层电阻测试系统研究[J];半导体技术;2009年10期
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