磁探测电阻抗成像在肺部呼吸监测中的研究

发布时间：2019-07-19 11:09

【摘要】：用于肺部疾病检查的临床技术有多种,但现有的常规影像学诊断并非连续成像,难以反映具有特殊周期性、时域性的呼吸过程,而且它们大多只能在出现结构性病变之后才能给出检查结果。基于电特性检测的电阻抗成像技术(electrical impedance tomography,EIT)则可发现器质性病变之前出现的功能性异常,用于肺部呼吸疾病的早期筛查。磁探测电阻抗成像(magnetic detection electrical impedance tomography,MDEIT)是一种新型的电阻抗成像,具有非接触、价格低廉、测量方便等优点。本文将磁探测电阻抗成像应用到肺部呼吸监测中,针对磁探测电阻抗成像技术的正问题,以肺癌图像数据库联盟(lung image database consortium,LIDC)数据构建真实人体胸腔物理模型,采用了有限元方法得到成像体内部的电势和电流密度分布,然后根据Biot-Savart定律分别获得正常人、肺气肿、肺肿瘤呼气末与吸气末成像体外部的磁感应强度数据。结果表明,正常人吸气末时成像体周围的磁感应强度值木约比呼气末小8.875%。研究结果显示了呼吸时由于肺容积、电导率分布的不同而导致周围磁感应强度等信息的差异。针对磁探测电阻抗成像的逆问题,本文首先采取广义逆求解的方法,利用两个分量的磁感应强度增加测量信息,对基于LIDC数据库而构建的真实人体肺部模型进行图像重建,并数值分析了重建电流密度的相对误差和相对残差。在此基础上,利用TSVD正则化和Tikhonov正则化对混入不同程度高斯白噪声的磁场数据进行图像重建,得到了较好的图像重建效果,从而提高了图像重建的抗噪声性能。
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R563;TP391.41

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本文编号：2516272