《基於超聲調製的電阻抗層析成像新方法研究》是依託天津大學，由許燕斌擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於超聲調製的電阻抗層析成像新方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：許燕斌
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
電阻抗特性是生物體固有的電學特性，包含了豐富的病理、生理活動等信息。生物體電阻抗信息的檢測對疾病的診斷、健康狀況的評估等具有重要的意義。電阻抗層析成像是繼形態、結構成像之後的新一代的無損傷功能成像方法，是當今生物醫學工程學醫學成像技術的重要研究課題之一。然而由於電阻抗層析成像的空間解析度相對較低，在很大程度上限制了其實際套用。本申請擬針對生物組織測量，研究基於超聲調製的電阻抗層析成像新方法，通過電場、聲場間的耦合增加有效信息量，從而提高電阻抗層析成像的空間解析度。研究生物組織的安全快速有效聚焦掃描方法，從聲電調製效應的產生機理出發，最佳化感測器陣列和激勵測量模式，研究獲取有效的額外信息的途徑和圖像重建方法，提高重建圖像的空間解析度，並在此基礎上構建一種高解析度的電阻抗成像系統，為生物電阻抗測量提供更加準確的可視化工具。
結題摘要
電阻抗特性是生物體固有的電學特性，包含了豐富的病理、生理活動等信息。生物體電阻抗信息的檢測對疾病的診斷、健康狀況的評估等具有重要的意義。電阻抗層析成像是繼形態、結構成像之後的新一代的無損傷功能成像方法，是當今生物醫學工程學醫學成像技術的重要研究課題之一。然而由於電阻抗層析成像的空間解析度相對較低，在一定程度上限制了其實際套用。本申請針對生物組織測量，研究基於超聲調製的電阻抗層析成像新方法，通過電場、聲場間的耦合增加有效信息量，從而提高電阻抗層析成像的空間解析度。研究生物組織的安全快速有效聚焦掃描方法，從聲電調製效應的產生機理出發，最佳化感測器陣列和激勵測量模式，研究獲取有效的額外信息的途徑和圖像重建方法，提高重建圖像的空間解析度，並在此基礎上構建一種高解析度的電阻抗成像系統，為生物電阻抗測量提供更加準確的可視化工具。 研究正則化係數選取方法，分別通過擴展的L曲線法和空間自適應正則化係數法提高正則化係數的有效選取，從而提高最終的圖像重建質量；結合Tikhonov 和總變差算法各自的優勢，提出混合正則化方法；從正則化項所採用的泛函形式入手，提出空間自適應總變差正則化方法；討論研究了自適應Lp正則化方法。以上各種方法從多個角度探討了提高電學成像圖像重建質量的有效途徑。 從內部功率密度重建入手，提出了電導率重建的三種思路：由內部功率密度重建電導率分布；基於超聲聚焦擾動信息構建靈敏度矩陣法；基於邊界測量電壓的UMEIT成像框架。搭建了基於FPGA的超聲調製電學成像系統平台。從仿真研究和實驗測量兩種角度初步研究了聲電調製機理。
