基于边界变形的EIT算法及电极阻抗特性研究

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1、北京协和医学院中国医学科学院硕士学位论文摘要电阻抗断层成像技术(ElectricalImpedanceTomography，EIT)具有无辐射、无损伤，简捷、成本低廉、安全等特点。可从细胞层次上提取到人体组织与器官在尚未出现结构性病变之前的电特性变化，给出疾病的早期预报信息，在医学临床监护等领域具有广阔的应用前景。在分析、研究国内外EIT重建算法研究与发展动态的基础上，本文针对电极运动和边界变形对图像重建的影响，提出了一种基于正则化的图像重建算法，进行了仿真成像实验。同传统的Tikhonov正则化方法相比，论文算法不仅保证了逆问题求解的稳定性，而且补偿了电极运动带来的重

2、建图像伪差。表明了论文的正则化算法在补偿电极运动和边界变形方面具有明显优势。在分析生物电测量与EIT电极使用特点的基础上，进行了EIT电极阻抗特性的研究。建立了基于VisualC++环境的电极阻抗特性测量系统。对市场上的10种一次性银／氯化银ECG测量电极进行了阻抗特性测量和EIT应用评价。结果表明，不同厂家不同生产时间的电极，其交流阻抗随时问变化，可呈上升趋势或突然下降到零。其正反向直流电阻在测量前后也有很大差异。这些电极用于电阻抗和EIT澳JJ量显然是不利的。提示商用一次性ECG电极的交流阻抗特性差异较大，稳定性差。生物电阻抗和EIT测量不能简单地使用一次性心电电极

3、。【关键词l：电阻抗成像；图像重建算法；正则化；边界变形；电极阻抗特性北京协和医学院中国医学科学院硕上学位论文hbstractElectricalImpedanceTomography(EIT)hasadvantagesofnoradiation，noninvasive，simple，lowcost，andsafety．ItCanextracttheelectricalcharacteristicschangesofthehumantissueandorganbeforethestructuralchangesofthelesionfromthecellleveland

4、givetheearlywarninginformationofthedisease．EIThasbroadapplicationprospectinthefieldsofmedicineclinicalmonitoring．BasedonanalysisandresearchonthedevelopmentofEITreconstructionalgorithmbothathomeandabroad，thisstudyproposesanewalgorithmbasedonregularizationmethodtoovercomeinfluenceesofelect

5、reodemovementandmeasuredboundarydeformation，andthesimulationexperimentsofimaginghavebeencarriedout．ComparewitllthetraditionalTikhonovregularization，theproposedalgorithminthepaperraisesthestabilityofsolvinginversproblem，improvesinfluenceesofelectreodemovementandmeasuredboundarydeformation

6、ontheimagereconstruction．Resultsshowthattheproposedregularizationalgorithmhasobviousadvantagesonthecompensationofelectrodemovementandboundarydeformation．TheimpedancepropertyofEITelectrodeisalsobeenstudiedinthepaperaccordingtoanalysisandresearchontheusingcharacteristicsofbioelectricmeasur

7、ementselectrodeandtheEITelectrode．AnelectrodeperformancemeasurementsystemhasbeendesignedbasedonVisualC++．10kindsofcommercialone—offECGelectrodehavemeasuredandevaluated．ThererultsshowthattheACimpedanceoftheelectrodeproducedbydifferentmanufactoriesanddifferenttimechagewitht