3D-EIT图像重建的研究进展.pdf

国丝堡查些物医生 程〔分朋 2003年第26卷第6期 265 3D-EIT图像重建的研究进展 王 妍，任超世 (中国医学科学院生物医学工程研究所，天津300192) 摘要:本文回顾了二维医学电阻抗成像(3D-EIT)图像重建技术近年来的研究进展，介绍了几个新的有效的成像模型，并指 出了该项研究目前存在的主要间题。 关键词:电阻抗成像;三维;图像重建;分辨率 中图分类号:R318;R312 文献标识码:A 文童编号:1001-1110(2003)06-0265-04 Developmentofimagereconstructionin3D-EIT WANGYon,RENChao-shi (instituteofBiomedicalEngineering,ChineseAcademyofMedicalScience,Tianjin300192,China) Abstract:Thispaperreviewedtherecentdevelopmentofimagereconstructionm threedimensionalmedicalelectrical impedancetomography(3D-EIT).Severalnewandefficiencymodelof3D-Errreconstructionhasbeendiscussed,andthe mainproblemofthisstudy~ pointedout. Keywords;electricalimpedancetomography;threedimensional;imagereconstruction;resolution 平面内，而是同时会流过电极平面以上和以下的部 I 引言 分。这意味着所有的这些区域的电阻率分布都对侧 电阻抗断层成像(elechicalimpedance 量信号有贡献。要消除这个问题的影响，数据采集 Ef)技术是继形态结构成像之后，于最近20年才出 和图像重建都必须以完全意义的三维问题来考虑。 现的新一代无损伤功能成像技术，它具有功能成 也就是说，要通过在整个 目标表面放置电极来实 像、无损伤性和实现医学图像监护三大突出特点[P1 现。典型的做法是以一系列平面电极的形式放置， 在医学和工业上都有广泛的应用。医学电阻抗成像 平面内和平面间的电极对都用来注人电流和提取 根据人体内不同组织具有不同的电阻抗这一原理， 测量电压[[21。尽管3D-EIT的成像在原理上与2D-Err 通过给人体注人微小的安全电流并测量体表的电 没有本质的区别，但由于涉及到更多的侧量和更大 位来重建人体的电阻抗分布图像，从而得到人体内 的灵敏度矩阵，要求具有更快的收敛速度和更大的 部的结构和功能信息。完整的EIT系统包括激励和 存储空间，因此在成像模型和成像算法的选择上更 测量电极阵列、交流激励源、测量电路、控制电路、 具挑战性。 数据采集和图像重建单元。其中图像重建部分是电 2 3D-EI]r的研究成果 阻抗成像系统的关键环节之一。 EIT的图像重建问题是根据边界的测量值重建 1990年，Ide:等[31提出了一种用三维测量数据 出区域内部的电阻抗分布的过程。为了简化计算， 得到二维图像的方法。他们先将边界条件和电势场 早期的许多Err研究组的成像都是基于注入电流 用傅里叶级数展开，对于给定的边界条件，计