胃动力阻抗断层成像的空间模型与算法研究

发布时间：2020-12-08 17:22

　　胃动力异常是胃肠疾病的最重要源头之一,但是由于人们关于胃动力异常的病理生理机制的认识还不够深入,并且缺少可以全面反映胃动力功能的检测方法,目前有关胃肠疾病的预防、治疗不太尽如人意。本文依据人体组织的功能性变化要先于器质性病变的特征,采用一种能用于疾病早期检测的电阻抗成像技术（Electrical Impedance Tomography,EIT）,利用该技术对胃动力进行功能性研究,提取胃动力的电学特性。主要工作内容如下:1.结合边界条件建立EIT正问题的数学模型。根据胃器官和腹腔的解剖学特性,建立人体上腹腔的有限元剖分模型。构建三层电极模型,并建立三种电极激励模型:同层相邻电极激励模型、同层相对电极激励模型、跨层上下电极激励模型,分析研究三种电极激励模型得到的数据结果,提出两种评价参数:边界测量电压敏感性d、边界测量电压动态范围U。利用Comsol Multiphysics软件平台进行仿真,对仿真结果进行分析可以知道:同层电极激励模型的边界测量电压的敏感性和稳定性性能更好,而且在区分胃内容物的效果上同层电极模型比跨层电极激励模型更好;两种同层电极激励模型的结果表示,在评价敏感性方面,相... 

【文章来源】：重庆邮电大学重庆市

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

EIT系统原理图

第 2 章 胃阻抗成像正问题描述及模型建立EIT 技术的主要研究内容包括两大部分 数据测量系统和图像重构软件，，数据测量系统从体表测量目标组织附近的电势信号，经数据处理后为后期抗重建算法提供数据；图像重建软件则利用测量系统提供的数据，在驱动和信号关系的基础上，采用相应的数值计算方法，重建目标组织的阻抗分布图像IT 重建包括两个问题：正问题(Forward Problem)和逆问题(Inverse Problem)。求解生物模型表面的边界测量电压分布的问题是 EIT 正问题，求解的前提物模型内部的阻抗值分布已知，边界激励信号也已经确定，如图 2.1 所示。正的求解为逆问题求解和实际测量提供了依据。

问题是医学图像应用，需要求解的是人体这性不同的问题，这种问题难以得到解析解，解。常用的计算方法有有限元法、边界元法剖分法(Finite Element Method, FEM)，对EIT为基础，首先求解泛函极值问题；再利用剖化，变为普通的多元函数的极值问题，最终过求解有限维方程组得到的[53]。本文研究的是单元对目标场域进行离散，四面体剖分单元以下条件：顶点相交；有的顶点具有相等的电位；元的顶点编号规则相同。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]磁探测电阻抗成像呼吸监测仿真研究[J]. 王慧泉,尹剑利,李光旭,冯彦博,王金海,陈瑞娟.  生物医学工程学杂志. 2017(01)
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[7]电阻抗断层成像技术研究[J]. 苌飞霸,张和华,颜乐先,尹军.  中国医疗器械杂志. 2016(01)
[8]三维电极分布对电阻抗断层扫描成像质量的影响研究[J]. 黄华芳,刘宏颖,褚猛丽,陈晓艳.  中国医疗设备. 2015(08)
[9]开放式电阻抗成像激励策略研究[J]. 范文茹,郝魁红,许燕斌.  仪器仪表学报. 2014(06)
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博士论文
[1]电磁层析成像技术的研究[D]. 李柳.东北大学 2013
[2]生物电阻抗成像技术研究[D]. 范文茹.天津大学 2010
[3]电阻抗成像技术理论及应用研究[D]. 徐管鑫.重庆大学 2004

硕士论文
[1]电阻抗成像系统的图像重建算法研究[D]. 林明锋.南京邮电大学 2014
[2]乳腺三维电阻抗成像硬件系统的初步设计[D]. 孙晓彤.北京协和医学院 2013
[3]开放式电阻抗断层成像的测量系统设计与研究[D]. 刘斌.重庆大学 2009



本文编号：2905406