本文選題：磁共振電阻層析成像 + 反問題�。� 參考：《中國石油大學(xué)(華東)》2014年碩士論文

【摘要】：磁共振電阻層析成像(Magnetic Resonance Electrical Resistance Tomography,簡稱MRERT)技術(shù)是一種結(jié)合了傳統(tǒng)電阻層析成像(Electrical Resistance Tomography,ERT)和磁共振成像技術(shù)(MRI)的新型非侵入式成像技術(shù)。該技術(shù)的顯著優(yōu)點是用MRI檢測在被測對象邊界注入電流的影響下,多相流型橫截面的內(nèi)部信息分布。MRI檢測可以被用來重建圖像化的橫截面物理分布,且其分辨率較之ERT測量技術(shù)獲得的圖像有很大改進(jìn),這是由于MRERT測量技術(shù)的信息量顯著增加。同時MRERT技術(shù)也減輕了ERT由于缺乏獨立測量信息而導(dǎo)致的重建矩陣病態(tài)性。目前,MRERT技術(shù)已受到世界上生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境物理學(xué)和工業(yè)監(jiān)測等領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。在這篇論文中,回顧了ERT作為一種多相流檢測的成像檢測技術(shù)目前的發(fā)展現(xiàn)狀,并對其存在的問題做了總結(jié)。然后對于MRERT檢測技術(shù),突出介紹了其比較于ERT技術(shù)獲得的圖像質(zhì)量高這一重大技術(shù)優(yōu)勢。其次對國內(nèi)外MRERT技術(shù)的主要研究及應(yīng)用做了簡要回顧。接著進(jìn)入對MRERT系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)細(xì)節(jié)介紹,包括正問題和反問題求解,多相流和電磁場分布的有限元建模,電勢和電流密度分布,每個像素上由注入電流產(chǎn)生的拉莫爾頻率偏移值的定量計算等。本文中還提出了一種基于靈敏度矩陣的算法用于定性地重建二維空間的電阻率分布。與ERT測量技術(shù)中為了獲得所需的圖像分辨率,通常需要多個注入電流不同的是,本文構(gòu)建的MRERT系統(tǒng)僅需要一次注入電流,就可以產(chǎn)生足夠的信息來重建圖像。通過一系列采用靈敏度算法的流型仿真,測量了噪聲的影響,多相空間分布以及油滴間距離等,研究了MRERT系統(tǒng)性能。采用Tikhonov正則化法改善靈敏度矩陣算法的成像質(zhì)量。仿真結(jié)果表明,MRERT技術(shù)可以顯著提高目前所有可通過ERT技術(shù)獲得的圖像質(zhì)量及分辨率。盡管取得的結(jié)果只是初步的,本文的工作為今后將MRERT技術(shù)發(fā)展于工業(yè)過程檢測奠定了重要的基礎(chǔ)。
[Abstract]:Magnetic Resonance Electrical Resistance tomography (MRERT) is a new non-invasive imaging technique, which combines traditional electrical Resistance tomography and magnetic resonance imaging.The obvious advantage of this technique is that the MRI can be used to detect the internal information distribution of the cross section of the multiphase flow pattern under the influence of the injection current of the object under the influence of the measured object boundary. The detection can be used to reconstruct the physical distribution of the cross-section of the image.The resolution is much better than that obtained by ERT technique, which is due to the increase of information in MRERT measurement technology.At the same time, MRERT technology also alleviates the ill-condition of ERT reconstruction matrix caused by the lack of independent measurement information.At present, MRERT technology has been widely concerned in biomedicine, environmental physics and industrial monitoring.In this paper, the current development of ERT as a multi-phase flow detection imaging detection technology is reviewed, and its existing problems are summarized.Then, for the MRERT detection technology, the advantage of high image quality compared with ERT technology is highlighted.Secondly, the main research and application of MRERT technology at home and abroad are briefly reviewed.Then we introduce the technical details of MRERT system development, including forward and inverse problem solving, finite element modeling of multiphase flow and electromagnetic field distribution, electric potential and current density distribution,Quantitative calculation of the ramer frequency offset generated by the injection current on each pixel.In this paper, an algorithm based on sensitivity matrix is proposed to qualitatively reconstruct the resistivity distribution in two dimensional space.In order to obtain the required image resolution in ERT measurement technology, multiple injection currents are usually required. The proposed MRERT system needs only one injection current to generate enough information to reconstruct the image.The performance of MRERT system is studied by a series of flow pattern simulation using sensitivity algorithm. The effect of noise, the distribution of multi-phase space and the distance between oil droplets are measured.The Tikhonov regularization method is used to improve the imaging quality of the sensitivity matrix algorithm.Simulation results show that MRERT can significantly improve the image quality and resolution of all available images obtained by ERT technology.Although the results obtained are only preliminary, the work of this paper lays an important foundation for the future development of MRERT technology in industrial process detection.
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R445.2

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本文編號：1751973