基于等位线反投影的电阻抗成像改进重建算法

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:haoxiaoye
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
电阻抗成像(electrical impedance tomography,EIT)是自上世纪七十年代开始兴起的一项医学成像技术,它通过对人体体表布置电极然后注入低频电流并测量电极电压,从而获知与生理、病理相关的器官或组织的电特性信息,进而能够重建出人体内部的功能性图像。非侵入、无辐射、成本低等优点是其相比其它传统医学成像技术所具有的优势。  本文首先介绍了电阻抗成像的理论基础,然后分析当前主流的等位线反投影重建算法和Newton类重建算法,重点阐述这两类方法主要思路、实现方法,并指出其利与弊。最后针对两种不同的方法提出若干改进算法。  等位线反投影重建算法的核心是累加的思想,通过对投影域的叠加求和从而得到重建图像,因此在叠加的过程中产生了星状伪影,影响了重建出的图像的分辨率。为了减少星状伪影的影响,提高图像分辨率,本文提出一种基于投影面积的改进算法,这种改进算法从星状伪影产生的原因出发,分析投影面积在图像重建中的作用,通过仿真实验验证了改进算法的对重建图像分辨率的提升。电阻抗成像中通常使用有限元法求解场域内电阻率分布的近似解,有限元模型单元剖分越细致,得出的解就更精确,因此本文提出一种自适应单元加密剖分的等位线反投影重建算法,对重建图像进行局部优化,提升图像分辨率。  Newton类算法将逆问题转化为求解非线性方程组,其中的关键是Jacobi矩阵如何计算,这直接影响重建图像的分辨率及重建速度。针对Jacobi矩阵的计算,通常采用近似的方法进行计算,而本文提出一种优化的计算方法,通过对Jacobi矩阵进行更精确的计算,能够提高重建图像的分辨率。通过分析Jacobi矩阵分量的含义,利用等位线反投影重建算法的结果,仅对电阻率改变的区域内的Jacobi矩阵分量进行计算,因此简化了Jacobi矩阵的运算,这种基于等位线反投影的改进算法降低了Jacobi矩阵的计算复杂度,在不影响重建图像分辨率的前提下提高了图像重建的速度。
其他文献
数控加工是CAM的主要组成部分,数控技术及计算机辅助设计的发展使传统的机械设计与制造发生了根本性的变化。在开发基于PMAC卡的数控加工上位机监控系统,完成对加工过程的实时
MMC卡(多媒体存储卡)是一种广泛应用的存储设备,它可以作为单片机系统的外存储设备。本文所讨论的用于单片机的MMC卡的文件系统,可以提供一组文件操作函数,通过调用这些函数,单片
语义复合研究是一项面向计算机的以解决短语语义理解问题为目标的工作,直接地涉及到语言学和计算机科学两个学科,是对信息内容进行语义理解的重要环节。本文以概念网络模型为基
数字水印技术作为知识产权与信息安全保护的有利武器,成为当前研究热点。本论文主要对数字图像水印技术及其应用进行了研究,目的是解决其中两个问题:盲水印鲁棒性和不可见性
本文对互联网信息搜索技术进行研究,并在此基础之上建立一个基于分布式的互联网信息深度搜索系统。 首先分析当前普遍采用的互联网信息搜索引擎的优缺点,鉴于互联网信息搜索
一般说来,离群点是远离其他数据点的数据,但很可能包含着极其重要的信息。对离群点进行识别是相当重要的,它不但能够提高分析的质量,而且能够发现和研究离群点。本文对算法如
外包镍丝石墨条是应用于航空航天及核电核能领域的特种密封产品,该产品生产工艺独特,受专利保护及商业性限制,该产品的研发生产在国内尚不多见,其破损检测更属空白,目前对该产品的
锥束CT是三维断层成像技术的代表,它具有扫描速率快,辐射利用率高,可获得高精度的空间分辨率等诸多优势,在医学和工业检测等诸多领域具有广泛的应用。  X射线对人体健康有一定
现在计算机断层成像(Computed Tomography,CT)技术在医学和工业检测中发挥着不可替代的作用。传统CT重建算法需要完备的投影数据,但是由于医学CT中降低X线辐射剂量的要求和工业
作为证券集中交易中间件平台的重要组成部分,集群服务应提供拓扑管理、故障监测和恢复、负载平衡等功能,使中间件系统获得高可伸缩性、高可靠性和高可用性。 论文从提高业务