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参数化方法在腔内电阻抗成像中的研究

作　者: 封立杰
导　师: 李颖
学　校: 河北工业大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 腔内电阻抗成像逆问题参数化方法微分进化算法有限元法
分类号: R318.0
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

腔内电阻抗成像(EIE)技术是在电阻抗成像(EIT)技术的基础上发展起来的。EIE是将电极附着在导管上直接插入组织器官内进行电流的注入和电压的测量,并根据测得结果进行图像重建,重建目标内部的电阻抗分布情况。由于是直接进入组织内部,EIE对组织内部阻抗分布的成像精度优于普通EIT。本论文首先对EIE的成像原理以及研究概况进行了综述。随之,对EIE正问题的数值计算方法进行了分析,建立了模拟血管的圆柱模型,利用有限元法对EIE正问题进行了计算。进而,对参数化方法的基本思想进行研究,实现了基于血管模型的EIE问题的二维和三维参数化模型的建立,并将此参数化模型与有限元模型进行了拟合。最后,研究了微分进化算法,对基于参数化表达的EIE逆问题进行求解,仿真结果显示,通过迭代优化得到的图像与初始设置图像吻合,达到了定位的目的。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-13
  1-1 腔内电阻抗成像技术的研究概况和意义  8-10
  1-2 EIE 数值计算方法概述  10-12
    1-2-1 EIE 正问题数值计算方法概述  10
    1-2-2 EIE 逆问题求解方法概述  10-11
    1-2-3 基于参数化思想的EIE 逆问题求解方法  11-12
  1-3 本论文的主要工作  12-13
第二章腔内阻抗成像正问题有限元法研究  13-24
  2-1 EIE 正问题的描述  13-14
  2-2 EIE 正问题有限元求解  14-19
  2-3 仿真模型的建立及正问题计算结果  19-23
    2-3-1 仿真模型建立  19-20
    2-3-2 仿真实验结果及分析  20-23
  2-4 本章小结  23-24
第三章腔内阻抗成像求解的参数化方法研究  24-31
  3-1 参数化方法的基本思想  24-25
  3-2 EIE 求解的二维参数化模型  25-29
  3-3 EIE 问题三维参数化模型的建立  29-30
  3-4 本章小结  30-31
第四章微分进化算法对基于参数化表达的 EIE 逆问题求解  31-40
  4-1 微分进化算法简介  31-34
    4-1-1 基本DE 算法  32-33
    4-1-2 DE 算法的其它形式  33
    4-1-3 DE 算法参数的选择  33-34
  4-2 微分进化算法的求解与实现  34-35
    4-2-1 建立初始化种群  34-35
    4-2-2 评价函数的定义  35
    4-2-3 参数化实现过程  35
  4-3 逆问题仿真实验与结果分析  35-39
    4-3-1 不同规模剖分网格重建结果比较  36-37
    4-3-2 不同病灶层数重建结果比较  37-38
    4-3-3 不同优化参数设置重建结果的比较  38-39
  4-4 本章小结  39-40
第五章结论  40-41
参考文献  41-45
致谢  45-46
攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果  46

参数化方法在腔内电阻抗成像中的研究

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