胃動力阻抗斷層成像的空間模型與算法研究
發(fā)布時間：2020-12-08 17:22
胃動力異常是胃腸疾病的最重要源頭之一,但是由于人們關于胃動力異常的病理生理機制的認識還不夠深入,并且缺少可以全面反映胃動力功能的檢測方法,目前有關胃腸疾病的預防、治療不太盡如人意。本文依據(jù)人體組織的功能性變化要先于器質性病變的特征,采用一種能用于疾病早期檢測的電阻抗成像技術（Electrical Impedance Tomography,EIT）,利用該技術對胃動力進行功能性研究,提取胃動力的電學特性。主要工作內容如下:1.結合邊界條件建立EIT正問題的數(shù)學模型。根據(jù)胃器官和腹腔的解剖學特性,建立人體上腹腔的有限元剖分模型。構建三層電極模型,并建立三種電極激勵模型:同層相鄰電極激勵模型、同層相對電極激勵模型、跨層上下電極激勵模型,分析研究三種電極激勵模型得到的數(shù)據(jù)結果,提出兩種評價參數(shù):邊界測量電壓敏感性d、邊界測量電壓動態(tài)范圍U。利用Comsol Multiphysics軟件平臺進行仿真,對仿真結果進行分析可以知道:同層電極激勵模型的邊界測量電壓的敏感性和穩(wěn)定性性能更好,而且在區(qū)分胃內容物的效果上同層電極模型比跨層電極激勵模型更好;兩種同層電極激勵模型的結果表示,在評價敏感性方面,相...
【文章來源】：重慶郵電大學重慶市
【文章頁數(shù)】：70 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
EIT系統(tǒng)原理圖
第 2 章 胃阻抗成像正問題描述及模型建立EIT 技術的主要研究內容包括兩大部分 數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)和圖像重構軟件，，數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)從體表測量目標組織附近的電勢信號，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后為后期抗重建算法提供數(shù)據(jù)；圖像重建軟件則利用測量系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)，在驅動和信號關系的基礎上，采用相應的數(shù)值計算方法，重建目標組織的阻抗分布圖像IT 重建包括兩個問題：正問題(Forward Problem)和逆問題(Inverse Problem)。求解生物模型表面的邊界測量電壓分布的問題是 EIT 正問題，求解的前提物模型內部的阻抗值分布已知，邊界激勵信號也已經(jīng)確定，如圖 2.1 所示。正的求解為逆問題求解和實際測量提供了依據(jù)。
問題是醫(yī)學圖像應用，需要求解的是人體這性不同的問題，這種問題難以得到解析解，解。常用的計算方法有有限元法、邊界元法剖分法(Finite Element Method, FEM)，對EIT為基礎，首先求解泛函極值問題；再利用剖化，變?yōu)槠胀ǖ亩嘣瘮?shù)的極值問題，最終過求解有限維方程組得到的[53]。本文研究的是單元對目標場域進行離散，四面體剖分單元以下條件：頂點相交；有的頂點具有相等的電位；元的頂點編號規(guī)則相同。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]生物醫(yī)學電阻抗成像技術[J]. 陳曉艷,顧鵬,常曉敏. 生命科學儀器. 2017(03)
[2]電阻抗成像算法中正則化矩陣構造研究[J]. 常甜甜,楊超,叢偉杰. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2017(06)
[3]磁探測電阻抗成像呼吸監(jiān)測仿真研究[J]. 王慧泉,尹劍利,李光旭,馮彥博,王金海,陳瑞娟. 生物醫(yī)學工程學雜志. 2017(01)
[4]基于電阻抗成像技術實時監(jiān)測肺內出血的可行性研究[J]. 桑宇飛,代萌,田莊,史萬宏. 中國醫(yī)療設備. 2016(12)
[5]電阻抗成像胃動力功能檢測的初步研究[J]. 王磊,趙舒,田云杰,鄧娟,王妍,沙洪. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2016(05)
[6]三層電極電阻抗斷層成像胃排空檢測模擬實驗研究[J]. 王磊,趙舒,鄧娟,王妍,沙洪. 國際生物醫(yī)學工程雜志. 2016 (02)
[7]電阻抗斷層成像技術研究[J]. 萇飛霸,張和華,顏樂先,尹軍. 中國醫(yī)療器械雜志. 2016(01)
[8]三維電極分布對電阻抗斷層掃描成像質量的影響研究[J]. 黃華芳,劉宏穎,褚猛麗,陳曉艷. 中國醫(yī)療設備. 2015(08)
[9]開放式電阻抗成像激勵策略研究[J]. 范文茹,郝魁紅,許燕斌. 儀器儀表學報. 2014(06)
[10]三維電阻抗成像的測量模式[J]. 王化祥,黃文瑞,范文茹. 天津大學學報. 2012(08)
博士論文
[1]電磁層析成像技術的研究[D]. 李柳.東北大學 2013
[2]生物電阻抗成像技術研究[D]. 范文茹.天津大學 2010
[3]電阻抗成像技術理論及應用研究[D]. 徐管鑫.重慶大學 2004
碩士論文
[1]電阻抗成像系統(tǒng)的圖像重建算法研究[D]. 林明鋒.南京郵電大學 2014
[2]乳腺三維電阻抗成像硬件系統(tǒng)的初步設計[D]. 孫曉彤.北京協(xié)和醫(yī)學院 2013
[3]開放式電阻抗斷層成像的測量系統(tǒng)設計與研究[D]. 劉斌.重慶大學 2009
本文編號：2905406
【文章來源】：重慶郵電大學重慶市
【文章頁數(shù)】：70 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
EIT系統(tǒng)原理圖
第 2 章 胃阻抗成像正問題描述及模型建立EIT 技術的主要研究內容包括兩大部分 數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)和圖像重構軟件，，數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)從體表測量目標組織附近的電勢信號，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后為后期抗重建算法提供數(shù)據(jù)；圖像重建軟件則利用測量系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)，在驅動和信號關系的基礎上，采用相應的數(shù)值計算方法，重建目標組織的阻抗分布圖像IT 重建包括兩個問題：正問題(Forward Problem)和逆問題(Inverse Problem)。求解生物模型表面的邊界測量電壓分布的問題是 EIT 正問題，求解的前提物模型內部的阻抗值分布已知，邊界激勵信號也已經(jīng)確定，如圖 2.1 所示。正的求解為逆問題求解和實際測量提供了依據(jù)。
問題是醫(yī)學圖像應用，需要求解的是人體這性不同的問題，這種問題難以得到解析解，解。常用的計算方法有有限元法、邊界元法剖分法(Finite Element Method, FEM)，對EIT為基礎，首先求解泛函極值問題；再利用剖化，變?yōu)槠胀ǖ亩嘣瘮?shù)的極值問題，最終過求解有限維方程組得到的[53]。本文研究的是單元對目標場域進行離散，四面體剖分單元以下條件：頂點相交；有的頂點具有相等的電位；元的頂點編號規(guī)則相同。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]生物醫(yī)學電阻抗成像技術[J]. 陳曉艷,顧鵬,常曉敏. 生命科學儀器. 2017(03)
[2]電阻抗成像算法中正則化矩陣構造研究[J]. 常甜甜,楊超,叢偉杰. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2017(06)
[3]磁探測電阻抗成像呼吸監(jiān)測仿真研究[J]. 王慧泉,尹劍利,李光旭,馮彥博,王金海,陳瑞娟. 生物醫(yī)學工程學雜志. 2017(01)
[4]基于電阻抗成像技術實時監(jiān)測肺內出血的可行性研究[J]. 桑宇飛,代萌,田莊,史萬宏. 中國醫(yī)療設備. 2016(12)
[5]電阻抗成像胃動力功能檢測的初步研究[J]. 王磊,趙舒,田云杰,鄧娟,王妍,沙洪. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2016(05)
[6]三層電極電阻抗斷層成像胃排空檢測模擬實驗研究[J]. 王磊,趙舒,鄧娟,王妍,沙洪. 國際生物醫(yī)學工程雜志. 2016 (02)
[7]電阻抗斷層成像技術研究[J]. 萇飛霸,張和華,顏樂先,尹軍. 中國醫(yī)療器械雜志. 2016(01)
[8]三維電極分布對電阻抗斷層掃描成像質量的影響研究[J]. 黃華芳,劉宏穎,褚猛麗,陳曉艷. 中國醫(yī)療設備. 2015(08)
[9]開放式電阻抗成像激勵策略研究[J]. 范文茹,郝魁紅,許燕斌. 儀器儀表學報. 2014(06)
[10]三維電阻抗成像的測量模式[J]. 王化祥,黃文瑞,范文茹. 天津大學學報. 2012(08)
博士論文
[1]電磁層析成像技術的研究[D]. 李柳.東北大學 2013
[2]生物電阻抗成像技術研究[D]. 范文茹.天津大學 2010
[3]電阻抗成像技術理論及應用研究[D]. 徐管鑫.重慶大學 2004
碩士論文
[1]電阻抗成像系統(tǒng)的圖像重建算法研究[D]. 林明鋒.南京郵電大學 2014
[2]乳腺三維電阻抗成像硬件系統(tǒng)的初步設計[D]. 孫曉彤.北京協(xié)和醫(yī)學院 2013
[3]開放式電阻抗斷層成像的測量系統(tǒng)設計與研究[D]. 劉斌.重慶大學 2009
本文編號：2905406
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