基于反投影的MIT快速重建算法研究

发布时间：2017-07-31 19:21

  本文关键词：基于反投影的MIT快速重建算法研究

  更多相关文章： 磁感应断层成像 图像重建 反投影算法 序列图像联合分析

【摘要】：磁感应断层成像（MIT）是一种以生物组织电导率分布为成像目标的新型医学成像技术，它的无创、非接触、功能监护等特性受到了国内外研究学者的广泛关注，而目前该技术尚未应用于临床，主要的技术难点是需要高精度的测量系统以及高分辨率的图像重建算法，其中图像重建算法是实现MIT快速、精确成像的关键。针对目前MIT重建算法所存在的重建速度慢、定位不准确、抗噪声性能差等问题，本文提出一种基于磁力线分布的改进反投影图像重建算法，并构建了动态序列图像及信息提取方法。 结合MIT成像的原理，对直径为0.2m的圆形成像模型，应用有限元法进行涡流场求解，得到半场域检测线圈处的相位差数据，作为原始数据用于MIT图像重建。 为了提高反投影算法的定位精度，首先根据MIT电磁关系推导，构建了边界检测数据的修正模型，据此对边界相位差数据进行修正处理，提高了重建图像定位准确性；其次，根据成像区域的磁场分布，由磁力线确定反投影路径，降低了直线反投影用于磁场成像的定位误差。 为了仿真MIT技术应用于功能监护，分别对成像区域内扰动目标电导率大小变化及位置变化两种情况构建了序列重建图像，并对该图像序列进行联合分析以获取纵向阻抗变化信息，该信息反映了成像目标随时间变化的动态过程。 实验结果表明本文算法具有重建速度快、定位准确、抗噪性能强等特性，能够准确反映成像区域内部电导率变化的大小及位置信息，，尤其能够体现扰动目标的边缘轮廓信息。对于序列图像，该算法能够区分扰动目标以5mm为步幅移动的情况，而当电导率以0.1S/m为步幅增加时，在重建图像上也同样有很好体现，为MIT技术应用于临床监护奠定了基础。
【关键词】：磁感应断层成像 图像重建 反投影算法 序列图像联合分析
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R445
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 MIT技术概述10-11
• 1.2 MIT技术国内外研究现状11-13
• 1.2.1 MIT系统研究现状11-12
• 1.2.2 MIT重建算法研究现状12-13
• 1.3 MIT重建算法性能比较13-15
• 1.4 MIT重建算法的研究目的及意义15
• 1.5 本文主要内容及结构安排15-17
• 第二章 MIT仿真模型与涡流场计算17-26
• 2.1 MIT技术基本原理17-18
• 2.2 MIT电磁理论基础18-19
• 2.3 基于变分有限元法的MIT涡流场求解19-20
• 2.4 MIT仿真模型20-21
• 2.5 MIT涡流场计算结果21-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第三章 基于反投影的MIT重建算法26-39
• 3.1 相位差与电导率关系推导26-28
• 3.2 反投影算法数理基础28-29
• 3.3 反投影算法用于MIT图像重建的理论基础29-31
• 3.4 反投影算法实现过程31-37
• 3.4.1 基于磁力线的反投影路径设计31-32
• 3.4.2 数据校正模型设计32-33
• 3.4.3 基于矩阵法的反投影重建的实现过程33-37
• 3.5 本章小结37-39
• 第四章 图像重建实验及算法性能评估39-51
• 4.1 反投影算法应用于MIT图像重建39
• 4.2 单目标图像重建39-42
• 4.3 多目标图像重建42-43
• 4.4 反投影算法性能评估43-49
• 4.4.1 反投影算法定位精度评估43-45
• 4.4.2 检测线圈数目对重建结果的影响45-46
• 4.4.3 激励线圈旋转次数对重建结果的影响46-47
• 4.4.4 不同投影路径对重建结果的影响47-48
• 4.4.5 反投影算法抗噪声性能分析48-49
• 4.5 本章小结49-51
• 第五章 序列图像重建与联合分析51-61
• 5.1 序列图像联合分析概述51
• 5.2 构建时间序列图像51-53
• 5.2.1 扰动目标沿X轴移动的序列图像51-52
• 5.2.2 扰动目标电导率逐渐增大的序列图像52-53
• 5.3 序列图像边界相位差分布分析53-54
• 5.4 基于投影曲线分布的序列图像分析54-55
• 5.5 不同维度阻抗信息提取55-57
• 5.6 基于小波分析的序列图像信息提取57-60
• 5.7 本章小结60-61
• 第六章 总结61-63
• 参考文献63-66
• 在学研究成果66-67
• 致谢67

【参考文献】

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本文编号：600735