国家自然科学基金(50907041)
- 作品数：7 被引量：20H指数：3
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- 基于伽辽金有限元法的磁感应断层成像正问题仿真被引量：3
- 2012年
- 磁感应断层成像(MIT)的正问题计算为系统建模和研究提供了重要依据,由于MIT中涡流场微分方程的非正定性,增加了MIT正问题计算的复杂度。本研究提出一种基于伽辽金有限元法的正问题求解方法,该方法对微分算子无特殊要求,解决了涡流场微分方程非正定性的问题,利用该方法对成像区域内的磁场分布、涡流强度以及检测线圈的相位差等参数进行了分析。计算结果表明,成像区域内磁感应强度的幅值主要由实部决定,而虚部对场域内电导率的变化较为敏感,因此,可以用磁感应强度的虚部进行图像重建。同时,与目标导体的位置越近、激励线圈的位置越远,检测线圈中的相位差值越大;同一位置的目标导体,检测线圈的相位差与电导率大小成线性关系。经理论推导与仿真实验的验证,所采用的伽辽金有限元法能够有效求解MIT正问题,进而为MIT硬件系统的测量及重建算法的研究提供实验参考和理论依据。
- 柯丽庞佩佩杜强
- 关键词：涡流场
- 基于时空ICA的脑功能成像思维干扰消除被引量：3
- 2013年
- 近年来,被动运动的功能磁共振成像(fMRI)研究已成为探索重度脑卒中患者功能康复机制的有效手段。然而,被动运动的fMRI扫描过程中往往不可避免地受到多种综合因素的影响(如思维、情绪等),造成结果严重的不稳定。SPM软件包作为当前国际上主流的fMRI数据分析软件之一也无法完全分离这些因素造成的影响。实验表明,同一被试在相同实验环境下的2次踝关节被动运动的SPM激活模式存在较大的差异。应用一种新的独立成分分析方法(时空独立成分分析,stICA)作为数据处理手段,提取踝关节背屈运动的任务相关成分。将得到任务相关成分结合一般线性模型(GLM)生成统计参数图,并应用t-检验提取激活区域。数据统计结果发现,经过stICA提取后的2组被动运动激活模式非常相似。结果证明stICA可作为消除多种综合因素影响的有效处理手段。
- 白保东刘健柯丽郭红宇
- 颅脑血肿MIT涡流场仿真与分析被引量：2
- 2014年
- 磁感应断层成像技术(Magnetic Induction Tomography,MIT)通过生物阻抗测量和成像在颅脑疾病的诊断和监护方面具有潜在的优势。基于磁感应断层成像原理正问题的数学模型,利用1026幅颅脑X-CT图像重构了三维人体颅脑结构,并建立了颅脑磁感应成像仿真模型,利用有限元法进行求解;针对脑血肿病变,研究了脑血肿出血量的体积、电导率以及位置等参数发生变化时感应出的三维涡流磁场,及其变化对边界测量点的影响。仿真的实验结果给出了MIT在颅脑检测时,感应的涡流磁场随血肿变化而发生改变的具体变化规律,并给出比较敏感的检测位置。结果也表明了疾病的变化会引起系统的三维磁场发生改变,反映了MIT能够在颅脑中进行检测,为实际系统的检测以及临床应用打下基础。
- 柯丽赵璐璐杜强林筱
- 关键词：脑血肿
- 基于独立成分分析的时间自相关方法在功能磁共振激活区自适应提取中的应用被引量：1
- 2014年
- 传统基于ICA的激活区检测手段是将分离后的独立成分与参考信号做相关性分析。实际问题中,不同区域的脑血流动力学响应情况不同,因此往往得不到标准的参考信号。针对此类问题,提出时间自相关方法(TSC)与ICA方法结合,在不需要参考信号的情况下,通过检测体素点各周期的时间序列相关性,对fMRI数据进行激活区提取。应用5-邻域ICA方法对fMRI数据逐点处理,然后应用时间自相关算法检测各时间序列周期间的相关性,选择最大的自相关系数作为该体素点的信号值。再通过Z变换将相关系数分布转换为服从N(0,1)的Z分布,提取出具有显著性差异(a=0.05)的激活区。将自相关算法应用于仿真数据和12组双手握拳运动的真实fMRI数据的处理,结果表明该方法能够准确提取出仿真数据中的激活区。对真实数据的处理,该方法在空间准确性上与GLM方法无显著性差别(0.465 3±0.136 8 vs 0.490 5±0.134 1),在时间准确性上显著优于GLM方法 (0.636 4±0.011 1 vs 0.369 2±0.010 9),具有良好的脑功能激活区检测及空间定位能力。
- 白保东刘健郭红宇
- 关键词：FMRI自适应阈值
- 磁感应断层成像中激励线圈参数的选取被引量：1
- 2013年
- 磁感应断层成像(MIT)是一种新的生物组织电特性成像方法。在MIT系统中,激励线圈的设计直接影响了线性检测范围和检测灵敏度。为了改善涡流感应区域磁场分布,在不同的MIT激励线圈半径、匝数、线径情况下,建立三维四层同心球头模型,进行三维瞬态有限元计算,并分析其对成像区域轴向磁感应强度和检测线圈感应电压的影响。研究结果表明,当增大激励线圈半径,增大线径及减少匝数时,检测线圈附近的轴向磁感应强度增加,线性检测范围扩大,检测深度增大。该研究对MIT系统设计具有重要的指导意义。
- 柯丽灵芝杜强黑吉昌
- 关键词：结构参数
- Research on the Method of Cardiac Impedance Acquisition and Cardiac Function Parameters Analysis
- Cardicac impedance contains important physiological information of human heart,and the harmless detection meth...
- Li KETing ZHANQiang DU
- Study on Bio-Impedance Signal Measuring System based on AD5933
- Bio-impedance is an electrical character of living tissue,organ,cell or living body,and the bio-impedancemeasu...
- Li KEKai-xuan ZHAOQiang DU
- Study on Symmetrical Single-Channel Magnetic Induction Measurement System for Contactless Liquid Conductivity Detection
- Magnetic induction detection is a contactless measurement technology that can not contaminate the specimen.Thi...
- Li KEHong-yu PANQiang DU
- 基于反投影的MIT动态图像重建方法研究被引量：8
- 2013年
- 磁感应断层成像(magnetic induction tomography,MIT)是一种无创、非接触的新型医学成像技术,图像重建算法是实现MIT快速、精确成像的关键。提出一种改进的反投影图像重建算法,首先根据成像区域的磁场分布,由磁力线确定反投影路径,降低了直线反投影用于磁场成像的定位误差;其次根据MIT电磁关系推导,构建了边界检测数据的修正模型,据此对边界相位差数据进行修正处理,进一步提高了重建图像定位准确性;最后分别对成像区域内扰动目标电导率大小变化及位置变化2种情况,构建了序列重建图像,对该图像序列联合分析获取纵向阻抗变化信息,反映了成像体随时间变化的动态信息。实验结果表明该算法具有重建速度快、定位准确的特性,能够准确反映成像区域内部电导率变化,结合序列图像联合分析实现MIT动态成像。
- 柯丽林筱杜强赵璐璐
- 关键词：图像重建动态图像
- 磁感应断层成像磁力线反投影算法研究被引量：4
- 2013年
- 磁感应断层成像利用涡流原理,在成像区域边界对内部磁场变化进行测量,再经过重建,获得内部电导率分布图像。其中,反投影作为一种快速重建算法,经常被应用于断层成像技术。但是,由于成像区域内磁场分布的非线性,大大降低了反投影成像的定位精度。研究检测线圈测得的相位差与成像区域磁场分布之间的关系,根据测量相位差即为成像区域内电导率分布沿磁力线路径投影的集合这一结论,设计一套适用于磁感应断层成像的反投影算法,利用成像区域磁力线的分布,构建反投影路径和区域,改善直线反投影应用于非线性场定位不准的问题。重建实验结果表明,在直径为200 mm的成像区域内,所提出算法的最小定位误差为1 mm,相对直线反投影算法提高了2～26 mm,同时重建图像在视觉质量上也有很大提高,为磁感应断层成像技术提供一种有效的重建算法。
- 杜强白保东林筱柯丽
- 关键词：磁力线图像重建
