肺部三维EIT模型构建与图像重建研究

doi:10.3969/j.issn.0258-8021.2017.05.016

摘要
图/表
参考文献
相关文章 (9)

全文: PDF (6135 KB) HTML (1 KB)
输出: BibTeX | EndNote (RIS)

摘要肺部三维电阻抗图像重建是电阻抗成像技术的重要应用之一。利用3D光学云点技术对人体胸腔区域扫描,并融合X图像提供的肺部结构构建肺部三维EIT仿真模型。根据肺部膨胀及收缩时的电导率先验知识,由COMSOL软件求解获得三维灵敏度矩阵,并在Matlab平台下由共轭梯度迭代算法重建肺部EIT断层图像,进行三维立体重构,获得3D EIT图像。为研究电流敏感场均匀性,设置4组不同电极层间距进行比较仿真实验,结果表明,对于33 cm胸腔区域,电极层间距为8 cm时,成像效果最佳,其最大相关系数为0.810 3,敏感场均匀性为1.869 6×10³,结构相似度为0.482 5,灵敏场的均匀性明显改善,有利于图像重建质量的提高。

	服务

	把本文推荐给朋友
	加入我的书架
	加入引用管理器
	E-mail Alert
	RSS
	作者相关文章
	陈晓艳
	褚猛丽
	常晓敏
	章晓洁

关键词 ：电阻抗成像, 肺部三维, 图像重建, 共轭梯度迭代, 先验信息

Key words： electrical impedance imaging three-dimensional lung image reconstruction CG algorithm prior information

收稿日期: 2016-05-24

PACS:

R318.08

基金资助:国家自然科学基金(61301246);天津市应用基础及前沿技术研究计划(12JCYBJC19300)

通讯作者: *E-mail:cxywxr@tust.edu.cn

引用本文:

陈晓艳, 褚猛丽, 常晓敏, 章晓洁. 肺部三维EIT模型构建与图像重建研究[J]. 中国生物医学工程学报, 2017, 36(5): 622-626.
Chen Xiaoyan, Chu Mengli, Chang Xiaomin, Zhang Xiaojie. 3D EIT Model Construction Based on Lung and Image Reconstruction Research. Chinese Journal of Biomedical Engineering, 2017, 36(5): 622-626.

链接本文:

http://cjbme.csbme.org/CN/10.3969/j.issn.0258-8021.2017.05.016 或 http://cjbme.csbme.org/CN/Y2017/V36/I5/622

[1] Brown BH. Electrical impedance tomography (EIT): A review[J]. Med Eng Technol, 2003, 27(3): 97-108.
[2] Bayford RH, Bioimpedance tomography (electrical impedance tomography) [J]. Annu Rev Biomed Eng, 2006, 8:63-91.
[3] 董秀珍.生物电阻抗成像研究的现状与挑战[J].中国生物医学工程学报,2008,27(5):641-649.
[4] Chen Xiaoyan,Wang Huaxiang. Lung ventilation functional monitoring based on electrical impedance tomography [J]. Trans Tianjin Univ, 2009, 15: 007-012.
[5] Heizmann S,Baumgärtner M,Krüger-Ziolek S,et al. 3-D lung visualization using electrical impedance tomography combined with body plethysmography [J]. IFMBE Proc,2014,43 (1):172-175.
[6] Gilad O,Holder DS. Impedance changes recorded with scalp electrodes during visual evoked responses: implications for electrical impedance tomography of fast neural activity [J]. Neuro Image,2009,47(2): 514-522.
[7] Gaggero PO,Adler A,Brunner J,et al.Electrical impedance tomography system based on active electrodes [J]. Physiological Measurement,2012,33(5):831-847.
[8] Zhang Shuai,Xu Guizhi,Zhang Xueying,et al. Computation of a 3-D model for lung imaging with electrical impedance tomography [C]. IEEE Trans Magn,2012, 48(2):651-654.
[9] Crabb, MG,Davidson, JL, Little, R,et al. Mutual information as a measure of reconstruction quality in 3D dynamic lung EIT [C]. J Phys Conf Ser,2013,434(1): 012082
[10] 王妍,任超世. 3 D-EIT图像重建的研究进展 [J]. 国外医学生物医学分册,2003,26(6): 265-268.
[11] 陈晓艳,李宏英,赵秋红,等. 3D-EIT系统电极优化设计[J]. 中国生物医学工程学报,2014,33(2):9-14.
[12] Moreno MV,Chaset L, Bittner PA,et al. New reusable elastomer electrodes for assessing body composition [J]. J Phys Conf Ser,2013,434(1): 012026.
[13] 侯雪,王超.基于共轭梯度算法EIT仿真[J]. 长春理工大学学报(自然科学版),2012,35(4): 167-170.
[14] 范文茹,郝魁红,许燕斌. 开放式电阻抗成像激励策略研究[J]. 仪器仪表学报,2014,35(6):1269-1275.
[15] 邓娟,魏庆国,沙洪,等. 三维电阻抗断层成像仿真研究及图像重建质量评价[J]. 生物医学工程学杂志,2013,30(6): 1195-1199.
[16] Xu Canhua,Dai Meng,You Fusheng,et al.An optimized strategy for real-time hemorrhage monitoring with electrical impedance tomography [J]. Physiol Meas,2011,(32): 585-598.
[17] 王化祥, 范文茹, 马雪翠. 基于先验信息的肺部电阻抗成像算法[J]. 中国生物医学工程学报,2009,28(5): 680-685.
[18] 陈晓艳,杨永政. 一种肺呼吸电阻抗实时成像系统[J]. 电子技术应用,2015, 41(5): 73-76.
[19] 陈晓艳,高娜娜,黄华芳. 数字式生物电阻抗与电阻抗断层成像测量系统[J]. 生物医学工程学杂志,2015,32(3): 575-580.