本文關(guān)鍵詞：基于反投影的MIT快速重建算法研究

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【摘要】：磁感應(yīng)斷層成像（MIT）是一種以生物組織電導(dǎo)率分布為成像目標的新型醫(yī)學成像技術(shù)，它的無創(chuàng)、非接觸、功能監(jiān)護等特性受到了國內(nèi)外研究學者的廣泛關(guān)注，而目前該技術(shù)尚未應(yīng)用于臨床，主要的技術(shù)難點是需要高精度的測量系統(tǒng)以及高分辨率的圖像重建算法，其中圖像重建算法是實現(xiàn)MIT快速、精確成像的關(guān)鍵。針對目前MIT重建算法所存在的重建速度慢、定位不準確、抗噪聲性能差等問題，本文提出一種基于磁力線分布的改進反投影圖像重建算法，并構(gòu)建了動態(tài)序列圖像及信息提取方法。 結(jié)合MIT成像的原理，對直徑為0.2m的圓形成像模型，應(yīng)用有限元法進行渦流場求解，得到半場域檢測線圈處的相位差數(shù)據(jù)，作為原始數(shù)據(jù)用于MIT圖像重建。 為了提高反投影算法的定位精度，首先根據(jù)MIT電磁關(guān)系推導(dǎo)，構(gòu)建了邊界檢測數(shù)據(jù)的修正模型，據(jù)此對邊界相位差數(shù)據(jù)進行修正處理，提高了重建圖像定位準確性；其次，根據(jù)成像區(qū)域的磁場分布，由磁力線確定反投影路徑，降低了直線反投影用于磁場成像的定位誤差。 為了仿真MIT技術(shù)應(yīng)用于功能監(jiān)護，分別對成像區(qū)域內(nèi)擾動目標電導(dǎo)率大小變化及位置變化兩種情況構(gòu)建了序列重建圖像，并對該圖像序列進行聯(lián)合分析以獲取縱向阻抗變化信息，該信息反映了成像目標隨時間變化的動態(tài)過程。 實驗結(jié)果表明本文算法具有重建速度快、定位準確、抗噪性能強等特性，能夠準確反映成像區(qū)域內(nèi)部電導(dǎo)率變化的大小及位置信息，，尤其能夠體現(xiàn)擾動目標的邊緣輪廓信息。對于序列圖像，該算法能夠區(qū)分擾動目標以5mm為步幅移動的情況，而當電導(dǎo)率以0.1S/m為步幅增加時，在重建圖像上也同樣有很好體現(xiàn)，為MIT技術(shù)應(yīng)用于臨床監(jiān)護奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：磁感應(yīng)斷層成像 圖像重建 反投影算法 序列圖像聯(lián)合分析
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：R445
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 MIT技術(shù)概述10-11
• 1.2 MIT技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 MIT系統(tǒng)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 MIT重建算法研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 MIT重建算法性能比較13-15
• 1.4 MIT重建算法的研究目的及意義15
• 1.5 本文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排15-17
• 第二章 MIT仿真模型與渦流場計算17-26
• 2.1 MIT技術(shù)基本原理17-18
• 2.2 MIT電磁理論基礎(chǔ)18-19
• 2.3 基于變分有限元法的MIT渦流場求解19-20
• 2.4 MIT仿真模型20-21
• 2.5 MIT渦流場計算結(jié)果21-25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第三章 基于反投影的MIT重建算法26-39
• 3.1 相位差與電導(dǎo)率關(guān)系推導(dǎo)26-28
• 3.2 反投影算法數(shù)理基礎(chǔ)28-29
• 3.3 反投影算法用于MIT圖像重建的理論基礎(chǔ)29-31
• 3.4 反投影算法實現(xiàn)過程31-37
• 3.4.1 基于磁力線的反投影路徑設(shè)計31-32
• 3.4.2 數(shù)據(jù)校正模型設(shè)計32-33
• 3.4.3 基于矩陣法的反投影重建的實現(xiàn)過程33-37
• 3.5 本章小結(jié)37-39
• 第四章 圖像重建實驗及算法性能評估39-51
• 4.1 反投影算法應(yīng)用于MIT圖像重建39
• 4.2 單目標圖像重建39-42
• 4.3 多目標圖像重建42-43
• 4.4 反投影算法性能評估43-49
• 4.4.1 反投影算法定位精度評估43-45
• 4.4.2 檢測線圈數(shù)目對重建結(jié)果的影響45-46
• 4.4.3 激勵線圈旋轉(zhuǎn)次數(shù)對重建結(jié)果的影響46-47
• 4.4.4 不同投影路徑對重建結(jié)果的影響47-48
• 4.4.5 反投影算法抗噪聲性能分析48-49
• 4.5 本章小結(jié)49-51
• 第五章 序列圖像重建與聯(lián)合分析51-61
• 5.1 序列圖像聯(lián)合分析概述51
• 5.2 構(gòu)建時間序列圖像51-53
• 5.2.1 擾動目標沿X軸移動的序列圖像51-52
• 5.2.2 擾動目標電導(dǎo)率逐漸增大的序列圖像52-53
• 5.3 序列圖像邊界相位差分布分析53-54
• 5.4 基于投影曲線分布的序列圖像分析54-55
• 5.5 不同維度阻抗信息提取55-57
• 5.6 基于小波分析的序列圖像信息提取57-60
• 5.7 本章小結(jié)60-61
• 第六章 總結(jié)61-63
• 參考文獻63-66
• 在學研究成果66-67
• 致謝67

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王聰,董秀珍,秦明新;電磁感應(yīng)斷面成像研究的關(guān)鍵問題[J];CT理論與應(yīng)用研究;2003年03期

2 陳玉艷;王旭;呂軼;楊丹;;基于Tikhonov和變差正則化的磁感應(yīng)斷層成像重建算法[J];東北大學學報(自然科學版);2011年04期

3 羅辭勇;朱清友;;改進的電阻抗反投影成像算法[J];重慶大學學報;2009年03期

4 李世俊,秦明新,董秀珍;磁感應(yīng)斷層成像及其實驗室設(shè)計[J];國外醫(yī)學.生物醫(yī)學工程分冊;2002年04期

5 王聰;董秀珍;劉銳崗;李燁;;在簡單頭模型上的磁感應(yīng)斷層成像仿真圖像重建[J];系統(tǒng)仿真學報;2009年01期

6 尚輝;蘇本華;戚桂燁;;醫(yī)院需重視早期診斷設(shè)備的引進[J];醫(yī)療設(shè)備信息;2007年07期

7 王聰;劉銳崗;李燁;董秀珍;;一種用于磁感應(yīng)斷層成像的圖像重建算法[J];儀器儀表學報;2008年10期

8 李燁;董秀珍;劉銳崗;尤富生;史學濤;;磁感應(yīng)斷層成像中的一種高精度同步相位測量方法[J];儀器儀表學報;2009年04期

9 李世俊,秦明新,董秀珍,尤富生,史學濤,付峰;非接觸磁感應(yīng)腦阻抗斷層成像系統(tǒng)設(shè)計[J];中國醫(yī)學物理學雜志;2003年01期

10 羅海軍;何為;徐征;李冰;;基于同步檢波的單通道磁感應(yīng)成像技術(shù)研究[J];儀器儀表學報;2012年04期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 徐管鑫;電阻抗成像技術(shù)理論及應(yīng)用研究[D];重慶大學;2004年

2 秦明新;檢測腦水腫的磁感應(yīng)成像測量方法研究[D];西安電子科技大學;2005年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李世俊;磁感應(yīng)電阻抗斷層成像技術(shù)初步研究[D];中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學;2003年

本文編號：600735