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电阻抗断层成像技术的研究图像重建算法及实现

陈姝君  
【摘要】: 电阻抗断层成像(Electrical Impedance Tomography,EIT)是根据测量边界电压的扰动来估计导体内部电导率变化的一种新兴的医学成像技术。EIT图像重建一直是EIT技术中的重要研究课题,早期对EIT成像技术的研究主要在成像区域为二维的假设下进行,这种假设是对EIT成像技术的一种简化。对于二维EIT,注入电流被限定在一个断层内,事实上电流在三维空间成三维发散,因此,三维EIT是目前医学成像研究的趋势和热点。 本文根据实际研究需要,从EIT问题的二维情形入手,通过建立二维EIT模型,采用有限元法求解正问题结合Newton-Raphson及其改进方法求解反问题并进行了仿真。在此基础上对三维EIT问题也进行了初步探讨。首先利用有限元法建立三维EIT有限元网格模型,然后利用全电极模型对三维EIT有限元网格模型进行建模,最终推导出有限元单元系统方程组。然后运用MATLAB软件基于EIDORS3D软件包对三维EIT问题进行仿真分析,尤其对其中的Jacobian矩阵的优化整合进行模拟对比。最后对影响重建图像的部分参数进行选择仿真。在验证图像质量的同时进行优化,为以后三维EIT自行研究奠定基础。


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