（控制理论与控制工程专业论文）基于磁共振成像系统的头部三维电阻抗成像技术研究.pdf

摘要 捅要 在现代医学中，高分辨率的、精确的电阻率分布图对许多疾病的诊断和治疗都起着 十分重要的作用。基于磁共振成像系统的生物电阻抗成像技术( m r e i t ) 是近几年发展 起来的新型非入侵式成像技术。由于该技术的成像精确度与空间分辨率都比普通阻抗成 像技术高很多，受到越来越多的阻抗成像技术工作者的关注。目前m r e i t 技术存在的 问题有：1 ，大多数m r e i t 成像算法都是基于二维物体的阻抗成像；2 ，成像物体在核 磁共振成像系统( m r ) 中的旋转问题。这两个问题阻碍了m r e l t 技术的继续发展。 本论文针对上述两个影响m r e i t 技术发展的问题展开研究，首先提出了一种三维 m r e i t 成像算法，实现了对三维物体的阻抗重建，然后针对成像物体在m r j 系统中的 旋转问题，提出了两个仅利用单个磁感应强度测量值对三维物体电导率分布进行重建的 m r e i t 算法。上述算法的可行性与有效性均在头模型上进行了计算机仿真实验验证， 并取得了令人满意的结果。本论文安排如下： 1 ，第一章简述了选题意义。首先概述了生物电阻抗分布图的医学研究意义、传统生物 电阻抗成像技术对头部进行阻抗成像的难点，然后介绍了基于磁共振成像系统的生 物电阻抗成像技术的发展及研究潜力，最后介绍了本论文的主要研究内容与主要创 新点。 2 ，第二章详细介绍了基于磁共振成像系统的生物电阻抗成像技术的背景知识。首先对 磁共振成像的成像原理做了简单的介绍，然后介绍t n 用磁共振成像系统检测物体 内电流密度分布的电流密度成像技术的成像过程与成像原理，最后论述了基于磁共 振成像系统的生物电阻抗成像技术的发展历程、正问题、逆问题与目前面临的难点 问题。 3 ，第三章针对目前m r e i t 技术大多是对二维物体进行阻抗成像的问题，将二维m r e i t 算法进行了三维扩展，从正问题、逆问题、解的唯一性等方面对此三维m r e i t 算法 进行了详细论述。然后利用此三维m r e i t 算法在四层球头模型上进行两组仿真实 验，分别利用此算法检测头部真实电导率分布及检测由脑出血与脑缺血引起的大脑 电导率的变化。两组仿真实验结果均取得了令人满意的结果。 4 ，第四章针对目前阻碍m r e i t 发展的最大问题，成像物体在m r i 系统中的旋转问题， 原创性地提出了一种基于径向基函数的m r e i t 算法，r b f - m r e i t 算法。该算法仅 利用甲个磁感应强度测量值对三维物体电导率分布进行重建，有效地解决了成像物 体在m r i 系统中的旋转问题。在三层球头模型与真实头模型上进行的仿真实验证明 了该算法的可行性与有效性。 5 ，第五章提山了一种新颖的、基于表面响应模型的m r e i t 算法，r s m m r e i t 算法。 该算法利用表面响应模型方法与单纯形法构建函数输入一输出关系式并对最优电导 浙江大学博士学位论文基于磁共振成像系统的头部三维电阻抗成像技术研究 率分布进行估计，实现了仅利用单个方向磁感应强度测量值对三维物体电导率分布 进行估计。在三层球头模型与真实头模型上进行的仿真实验结果证明，该算法无需 物体的三维旋转，并且具有较高的成像精度与空间分辨率。 6 ，第六章是本文的结论与展望。从本文完成的工作与创新点两个方面对全文做了总结， 并针对存在的不足，阐述了下一步的研究目标与研究方向。 关键词：阻抗成像；电流密度成像；径向基函数：表面响应模型；电导率 一一 垒! 壁型 a b s t r a c t a c c u r a t ee l e c t r i c a li m p e d a n c ei m a g ei s i m p o r t a n ti nm e d i c a la p p l i c a t i o n s m a g n e t i c r e s o n a n c ee l e c t r i c a li m p e d a n c et o m o g r a p h y ( m r e i t ) i san e w , n o n i n v a s i v ec o n d u c t i v i t y i m a g i n gm o d a l i t yt h a ti n t e g r a t e s c u r r e n t d e n s i t yi m a g i n g ( c d i ) a n dt r a d i t i o n a le l e c t r i c a l i m p e d a n c et o m o g r a p h y ( e i t ) b o t ht h ea c c u r a c ya n ds p a t i a lr e s o l u t i o no fm r e i ta r eb e r e r t h a nt r a d i t i o n a le i t ，a n dm o r ea n dm o r es c i e n t i s t sp a ya t t e n t i o nt ot h er e s e a r c ho fi t 。t h et w o p r o b l e m s t h a tl i m i tt h e d e v e l o p m e n to f m r e i t a r e ：1 ) c u r r e n tm r e i ta l g o r i t h m sr e c o n s t r u c t o n l yt w o d i m e n s i o n a l ( 2 d ) s u b j e c tc o n d u c t i v i t yd i s t r i b u t i o n 2 ) t h er o t a t i o np r o b l e me x i s t si n m a g n e t i cr e s o n a n c ei m a g i n g ( m e d ) s y s t e m a i m i n g a tt h e s et w op r o b l e m s ，t h i st h e s i sm a k e s s y s t e m a t i c a l r e s e a r c ho fm r e i za3 dm r e i t a l g o r i t h m i s f i r s t l yp r o p o s e d t h e nt w o o r i g i n a lm r e l ta l g o r i t h m st h a tr e c o n s t r u c ts u b j e c tc o n d u c t i v i t yi m a g ew i t h o u tr o t a t i o na r e p r o p o s e d a n d s a t i s f a c t o r ys i m u l a t i o nr e s u l t sa r e o b t a i n e d t h i st h e s i si so r g a n i z e da sf o l l o w s ： i nc h a p t e r1 ，t h er e s e a r c hm e a n i n gi sb r i e f l yi n t r o d u c e d f i r s t l y , t h em e d i c a la p p l i c a t i o n o fe l e c t r i c a li m p e d a n c ei m a g ea n dt h ed i m c u l t yo ft r a d i t i o n a le 1 tw e r ei n t r o d u c e db r i e f l y t h e nt h ed e v e l o p m e n ta n dt h er e s e a r c hp o t e n t i a lo fm r e i tw e r es t a t e di nd e t a i l f i n a l y , 血e s t r c m r eo f t h et h e s i sa n dt h em a i n p u r p o s e o f t h er e s e a r c hw e r e p r e s e n t e d i nc h a r p t e r2 ，t h ei m a g i n gt h e o r yo fm a g n e t i cr e s o n a n c ei m a g i n g ( m r i ) s y s t e ma n d c u r r e n td e n s i t yi m a g i n g ( c d i ) t e c h n i q u ew e r ei n t r o d u c e d ，a n dt h e nt h ed e v e l o p m e n th i s t o r y o ft h ef o r w a r d p r o b l e m ，i n v e r s ep r o b l e m a n dt h ed i f f i c u l t yo fm r e i tw e r es t a t e d i nc h a r p t3 ，a3 dm r e i t a l g o r i t h mw a sp r o p o s e da n dt h ef o r w a r dp r o b l e m ，i n v e r s e p r o b l e ma n d t h eu n i q u e n e s so ft h es o l u t i o nw e r ed i s c u s s e di nd e t a i l c o m p u t e rs i m u l a t i o n s w e r ec o n d u c t e do naf o u r - s p h e r eh e a dm o d e lt od e t e c tt h ea v a i l a b i l i t yo ft h ep r o p o s e d3 d m r e i t a l g o r i t h ma n de n c o u r a g i n g s i m u l a t i o nr e s u l t sw e r eo b r a i n e d i nc h a r p t4 ，an o v e lm r e i t a l g o r i t h m ，r b f m r e i ta l g o r i t h m ，w a sp r o p o s e d t h i sn e w a l g o r i t h mr e c o n s t m c s3 ds u b j e c tc o n d u c t i v i t yu s i n go n l y o n ec o m p o n e n tm a g n e t i cf l u x d e n s i t ym e a s u r e m e n t ，a n dt h e r e f o r e s o l v e st h er o t a t i o np r o b l e mi nm r e i te f f e c t i v e l y a s e r i e so fc o m p u t e rs i m u l a t i o n sw e r ec o n d u c t e do n a t h r e e s p h e r e h e a dm o d e la n da r e a l i s t i c g e o m e t r yh e a dm o d e l ，a n d t h es i m u l a t i o nr e s u l t sa r ee n c o u r a g i n g i n c h a r p t5 ，a n o t h e r m r e i ta l g o r i t h m ，r s m m r e i ta l g o r i t h mw a sp r o p o s e dt o r e c o n s t r u c t3 ds u b j e c tc o n d u c t i v i t yi m a g ew i t h o u tr o a t i o n ，c o m p u t e r s i m u l a t i o n sw e r e c o n d u c t e do nat h r e e s p h e r eh e a dm o d e la n dar e a l i s t i c g e o m e t r yh e a dm o d e l t h ep r o m i s i n g s i m u l a t i o nr e s u l t sd e m o n s t r a t e dt h ef e a s i b i l i t yo f t h ep r o p o s e dr s m m r e l ta l g o r i t h m c h a r p t6i st h ec o n c l u s i o na n ds u g g e s t i o n sf o rf o u t u r er e s e a r c h t h e r e s e a r c hc o n t e n ta n d o r i g i n a lp o i n to f t h ep r e s e n tr e s e a r c hw a sc o n c l u d e d a c c o r t i n g t ot h ed e f e c t so f t h e p r e s e n t e d r e s e a r c h ，f u t u r er e s e a r c hd i r e c t i o n sw e r es t a t e d 1 i i 浙江大学博+ 学位论文基于磁共振成像系统的头部兰维电阻抗成像技术研究 k e yw o r d s ：m a g n e t i c r e s o n a n c ee l e c t r i c a l i m p e d a n c et o m o g r a p h y ；c u r r e md e n s i t y i m a g i n g ；r a d i a lb a s i sf u n c t i o n ，r e s p o n s es u r f a c em e t h o d o l o g y ；c o n d u c t i v i t y 第一章绪论 第一章绪论 【本章摘要】本章首先对传统阻抗断层成像技术及其医学研究意义进行了简单的介绍， 进而对传统阻抗断层成像技术的难点进行了分析，在此基础上引出了基于磁共振成像系 统的阻抗成像技术，分析了基于磁共振成像系统的阻抗成像技术的优点并对其发展历史 进行了简单介绍；最后简单介绍了本博士学位论文的主要研究内容及主要创新点。 1 1 生物电阻抗断层成像( e i t ) 1 1 1e i t 简介 电阻抗断层成像技术( e l e c t r i c a li m p e d a n c et o m o g r a p h y , e i t ) 是当今生物医学工程 重大研究课题之一。它是继形态、结构成像之后，于八十年代出现的新一代有效的无损 伤功能成像技术。它应用低频电流流过人体组织时呈现出的电特性进行无创成像方法的 研究1 1 0 1 。 e i t 技术是通过配嚣于人体体表的电极阵，提取与人体生理、病理状态相关的组织 或器官的电特性信息。生物组织的电导率含有大量的反应组织、器官生理状态及功能的 信息，电阻抗断层成像技术( e i t ) 是以低频安全电流流过生物组织时呈现出的电导率 ( 或电阻率) 为依据进行的无创成像技术研究i l 1 。 e i t 技术能够反映目标物体的解剖学结构，更重要的是，可望给出功能性图像结果。 这是x c t 、超声等其它成像技术无法相比的。采用x 射线获取人体断层图像的x - c t 和采用聚集声速的超声技术提供人体结构图像，都属于第二代成像技术，这种结构图像 只有当疾病已经发生，并形成器质性病变，且相关组织与器官的结构已经改变( 如已形 成一定大小的肿瘤) 时，才能给出诊断结果。它以确定发生的结构性变化为医生提供临 床诊断依据。我们知道，疾病的发生，相关组织与器官的功能性变化往往先于器质性病 变，经过一定的功能代偿期( 或潜伏期) 后，发展成器质性病变，出现组织与器官结构 性变化。如能在疾病的潜伏期或功能代偿期，即在组织或器官结构性变化出现之前，及 时检测和确认该组织与器官的功能性变化，对于相关疾病的普查、预防和诊断治疗非常 有利。 1 1 2e i t 的医学研究意义 物质电特性包括导电( 传导) 特性和介电特性。前者是组织内自由电荷( 可自由运 l 浙姐：大学博士学位论文基于磁共振成像系统的头部三维电阻抗成像技术研究 动的电子和各种离子) 对外加电场的向应特性，而后者是生物分子的束缚电荷( 只能在 分子线度范围内运动的电荷) 对外加电场的响应特性。生物阻抗是指生物体或生物组织、 生物器官、生物细胞在低于兴奋阈值的弱电流通过时所表现出的导电和介电特征。早在 1 8 7 1 年，h e r m a n 就发现了这一特征，随后许多学者又对此进行了深入研究，并证明了 当频率不高时，生物阻抗主要表现为电阻性；而当频率较高时，则表现为阻容性，常用 电导率和介电常数的频率特性表示【1 1 , 1 2 | o5 0 年代中，h p s c h w a n 发现了生物阻抗及其 介电特性与生物组织的结构、含水量及所含电解质有关，并且发现了介电特性参数在三 个频率范围内有显著变化，并把它们称为、1 3 、7 三个频率分散( f r e q u e n c yd i s p e r s i o n ) ， 简称“频散”。同一时期，k s c o l e 建立了生物阻抗的r c 模型，并用复平面上的阻抗( 或 导纳) 轨迹圆图表示生物阻抗的频率特性 1 。1 9 7 4 年n gk b i c e k 用阻抗法测定心脏的 搏出量( s t r o k ev o l u m e ) ，为生物医学测量开辟了一个新的途径 1 4 , 1 5 1 。由于阻抗法具有 无损伤、快速和便于连续检测等优点u 4 , 15 1 ，8 0 年代以来，中外学者加强了基础理论和检 测方法的研究。目前，最具有代表且受到国际学术界广泛关注的生物组织电特性无损检 测与功能成像的方法就是电阻抗断层成像技术( e l e c t r i c a li m p e d a n c et o m o g r a p h y , e i t ) 们 表1 - 1 人体组织电阻率典型值( 当频率为2 0 k h z - 1 0 0 k h z 时) 【1 6 ；种情况数据参考 阻抗变化 第一章绪论 e i t 技术是对生物体外加一定的电流，通过测得生物体外界的电量信息来重构生物 体的阻抗分布。从表1 1 可以看出，人体组织的电阻率在外加激励信号频率在 2 0 k h z 一1 0 0 k h z 时差别显著，从最小值脑脊髓液的o 6 5 f 2 m 到最大值骨组织的1 6 6 f 2 m ， 上下限之比达到l ：2 5 0 ；软组织之间电阻率的最大最小值之比也达到了3 5 ：1 ，这意味 者电阻率的不同可以区分不同的组织。脑脊液、血液等流体组织具有较好的导电性能， 伴随它们在体内的流动，会引起其它组织器官电阻率的显著变化，肺组织在呼气和吸气 过程中，由于肺泡充盈程度的改变，引起肺组织电阻率相当大的变化，因而又提示电阻 抗分布的变化伴随着一些生理活动及病理的改变。表1 2 给出脑组织不同病变下阻抗变 化的情况。由此可以看出，阻抗成像可以得到能反映出生物组织生理状态短时变化、结 构与功能性图像结果，这在研究人体生理功能和疾病诊断方面有重要的临床价值。 1 1 3 头部e i t 技术的难点 电阻抗断层成像技术是通过成像物体表面电极的测量值来对物体内部电阻率( 电导 率) 的分布进行重建，这种成像方式是目前e i t 面临的以下两大难点的根本原因 8 - 1 0 ： ( 1 ) 求解过程不稳定 通过物体表面电极的测量值对物体内部电阻率( 电导率) 的分布进行重建，由于边 界测量值对物体内部电阻率( 电导率) 的变化十分不敏感，边界测量值的微小变化会导 致求解出的场域内部电导率( 电阻率) 有很大变化，使得求解过程很不稳定。 佗) 得到的电阻率( 电导率) 分布图分辨率不高 通过物体表面电极的测量值对物体内部电阻率( 电导率) 的分布进行重建，获得的 信息量是有限的，尤其是对物体内部，因此重建得到的物体电阻率( 电导率) 图像内部 易出现模糊。 上述两个问题在对头部进行阻抗成像时尤为严重。对头部进行阻抗成像较身体其它 部位( 如胃、食管、肺) 要困难得多，因为颅骨的电导率较头部其它组织( 头皮、脑脊 液、大脑) 低，当通过头皮表面电极向头部注入电流时，颅骨起到了一个屏障作用，阻 挡了大部分的注入电流，只有很少一部分( 大约1 5 ) 的电流能够通过颅骨进入大脑”。 因此对头部进行阻抗成像在图像内部更易发生图像模糊，降低了图像的分辨率与精确 度。 曾有研究者将电流注入电极直接放置在大脑表面而不是头皮表面对大脑进行阻抗 成像 1 7 , 1 8 】。尽管此方法的动物实验结果证明了利用大脑表面电极可以获得与大脑神经活 动相关酰的高精确度、高分辨率的大脑阻抗分布图，然而这种方法在人类临床医学应用 中是十分不可行的。因此有必要对目前e i t 技术的数据获取方式与图像重建技术进行改 进以得到能达到目前医学临床应用水平的高分辨率、高精确度的头部电阻率分布图。 浙江大学博士学位论文基于磁共振成像系统的头部二维电阻抗成像技术研究 1 2 基于磁共振成像系统的电阻抗断层成像技术( m r e i t ) 如上所述，目前e i t 面临求解过程的不稳定和得到的物体电阻率( 电导率) 分布图 分辨率不高这两个难点。这两个问题是e i t 本身所固有的，因此，有必要对传统生物电 阻抗成像技术的数据获取方式与图像重建技术进行改进，以得到高分辨率、高精确度、 适用于临床医学诊断的生物电阻抗分布图，基于磁共振成像系统的生物电阻抗成像技术 ( m r e i t ) 就是其主要成果之一。 m r e i t 是传统的电阻抗成像技术( e i t ) 【1 9 1 与电流密度成像( c u r r e n td e n s i t y i m a g i n g , c d i ) 技术【2 1 2 5 】的结合。c d i 是由加拿大t o r o n t o 大学的m l gj o y 和g c s c o t t 等人于1 9 8 9 年提出的。该技术通过物体表面电极向物体注入电流，利用磁共振成像系 统( m r j ) 得到此电流在物体内部产生的磁感应强度分布和电流密度分布。m r e i t 的概 念是由加拿大的z h a n g 于1 9 9 2 年在他的硕士论文e l e c t r i c a li m p e d a n c et o m o g r a p h y b a s e d o r lc u r r e n t d e n s i t y i m a g i n g ”中提出的【2 6 】。在随后的十几年内，韩国、土耳其与加拿大等 国的数位科学家对m r e i t 技术进行了更进一步的研究。 由于c d i 技术利用m r i 系统得到物体内部电流密度分布，因此物体精确的几何模 型可以通过m r 图像得到。同时由于利用c d i 得到的物体内部电流密度分布其分辨率在 整个物体范围内是一致的，因此解决了传统e i t 边界测量值对物体内部电阻率( 电导率) 的变化不敏感的问题，因而可以得到物体高分辨率、高精确度的电阻率( 电导率) 分布 图【2 7 1 。目前该技术正在受到国际生物医学界越来越多的关注。 由于该技术出现得比较晚，目前国际上只有韩国、士耳其、加拿大等国的几个研究 小组在进行该技术的研究，且均处于理论研究阶段，尚未将m r e i t 技术应用于人体具 体部位的阻抗成像，与真正的医学临床应用尚有段距离。国内e i t 的研究大多是对传 统e i t 的研究，m r e i t 的研究在国内尚未见公开报导。 本课题组于2 0 0 2 年初与美国明尼苏达大学生物医学工程系的h e b i n 教授合作，开 始了头部m r e i t 的研究。经过三年多的研究，本课题组在m r e i t 正问题的有限元求解、 利用m r e i t 技术对头部真实电导率分布进行重建、检测由脑充血与缺血引起的大脑电 导率变化、利用单个方向磁感应强度分布对头部真实电导率分布进行估计等方面做了大 量的工作，取得了可喜的成绩，部分研究成果已经以论文的形式在国际杂志、国内一流 杂志与国际会议上发表或被录用。 1 3 本文主要研究工作及创新点 本文将电流密度成像与生物电阻抗成像相结合，对基于磁共振成像系统的生物电阻 抗成像技术进行了深入的理论研究，并将研究结果应用于头部阻抗成像，进行了细致的 第一章绪论 仿真实验验证。 本文主要研究工作如下： 1 ，将二维m r e i t 算法扩展到三维，并从理论分析卜讨论了解的唯一性条件。 2 ，应用上述三维m r e i t 算法对头部真实电导率分布进行重建，在四层球头模型上进行 的仿真实验结果证明，该三维m r e i t 算法可以精确地确定出三维物体的电导率分 布，并具有较强的抗噪声能力与良好的收敛性能。 3 ，应用上述三维m r e i t 算法检测大脑内由于脑出血与脑缺血引起的大脑电导率的变 化。在四层球头模型上进行的仿真实验证明，该算法可以比较精确地确定出脑出血 与脑缺血引起的大脑电导率变化的幅值、位置与大小，其空间分辨率不受位置的影 响。 4 ，为了解决m r e i t 技术中的旋转问题，本论文提出了基于径向基函数的m r e i t 算法， r b f m r e i t 算法。该算法仅需单个磁感应强度测量值对三维物体电导率分布进行重 建。在三层球头模型与真实头模型上进行的仿真实验结果证明，该r b f m r e i t 算 法能够成功地对头部不同组织电导率分都进行重建而无需物体在m r i 系统中的旋 转。同时，此算法仅需单个注入电流源且不需边界电压测量值，因此具有仪器设备 简单、测量精度高等特点。 5 ，为了解决成像物体在m r i 系统中旋转的问题，并针对前人算法的弱点及第四章提出 的r s m m r e i t 算法的不足之处，本论文提出了另外一种仅利用单个磁感应强度分 布对三维物体内电导率分布进行重建的m r e i t 算法，基于表面响应模型的m r e i t 算法，r s m m r e i t 算法。该算法仅利用单个磁感应强度测量值对三维物体的电导 率分布进行重建，有效地解决了m r e i t 的旋转问题。同时弥补了上一章提出的 r b f m r e i t 算法的一些不足。在三层球头模型与真实头模型上进行的仿真实验证 明，该r s m m r e i t 算法可以比较精确地确定出头部不同组织电导率分布而无需物 体在m r i 系统中的旋转。同时，该成像算法具有较高的成像精确度与良好的抗噪声 能力。 本论文的主要创新点为： 1 ，将二维m r e i t 算法扩展到三维 由于对二维物体进行阻抗成像具有理论分析简单、计算量小等特点，因此目前大多 数m r e i t 算法都是基于二维物体的。然而现实世界中真实物体都是三维的，将三维物 体做二维简化势必会带来成像误差。为了提高阻抗分布图的成像精确度，提出针对三维 物体的阻抗成像算法是必须的。 本论文的创新点之一就是将二维m r e i t 算法扩展到兰维，并从理论e 分析了其解 的睢一性。在四层球头模型上进行的仿真实验结果汪明t 此扩展后的兰维m r e i t 算法 e 浙江大学博上学位论文基于磁共振成像系统的头部三维电5 抗成像技术研究 的可行性与有效性。 2 ，提出了基于径向基函数的m r e i t 算法，r b f - m r e i t 算法 目前阻碍m r e i t 发展的一个最大问题是成像物体在m r i 系统中的旋转问题，此问 题的合理解决会大大推动m r e i t 的医学临床发展。本论文针对此问题提出了基于径向 基函数的m r e i t 算法，r b f m r e i t 算法。该算法仅利用单个方向的磁感应强度测量值 对三维物体电导率分布进行重建，在三层球头模型与真实头模型上进行的仿真实验证明 了该算法的可行性与有效性。 3 ，提出了基于表面响应模型的m t l e i t 算法，r s m - m r e i t 算法 为了有效地解决成像物体在m r l 系统中的旋转问题，并针对前人算法的b b 点与 r b f m r e i t 算法的不足之处，本论文提出了另一种m r e i t 算法，基于表面响应模型的 m r e i t 算法，r s m m r e i t 算法。该算法仅需单个方向的磁感应强度测量值对三维物体 电导率分布进行重建，同时仅需单个注入电流源且无需电极电压测量值，因此具有设备 简单、测量精度高等特点。在三层球头模型与真实头模型上进行的仿真实验结果证明， 该算法具有成像精度高、抗噪声能力强等特点。 r b f m r e i t 算法与r s m m r e i t 算法的提出有效地解决了阻碍m r e i t 发展的成像 物体在m r i 系统中的旋转问题，属原创性研究。 参考文献 【1 1 王妍，任超世，3 d - - h t 图像重建的研究进展，厚辫医学莹物医学工程分衍，2 6 ( 6 ) ：2 6 5 2 6 8 ， 2 0 0 3 【2 】南国芳，王化祥，王超，基于b p 神经网络和遗传算法的电阻抗图像重建算法，i l # t 翱y , 2 4 ( 4 ) ： 3 3 7 - 3 4 0 ，2 0 0 3 3 1 林磊，莫玉龙，候卫东，电阻抗成像系统的设计和实现，玎彝祝二 翟2 8 ( 7 ) ：7 5 - 7 7 ，2 0 0 2 4 】史学涛，董秀珍，秦明新等，由于电阻抗多频及参数成像数据采集系统的正交序列解调法，第四 军医大学学报，2 11 1 、：1 6 4 1 6 6 ，2 0 0 0 5 宫莲，黄平，刘茵，一种有效的电阻抗成像的图像重建算法，手廖箜物睡学工稃学掘1 0 ( 3 ) ： 1 4 9 1 5 9 ，1 9 9 1 【6 宵莲，张克潜，用三维各向异性电阻抗成像作人脑活动的研究，艚擎式学学攒r 茸群稃学饭 3 9 ( 5 ) ：1 4 1 9 9 9 【7 d o n gg l i uh ，b a y f o r dr h ，y e r w o 九hr ，g a os ，h o l d e rd ， f a n t h es p a t i a lr e s o l u t i o ni m p r o v e m e n t o f e i t i m a g e sb yg v s p m f o c u s sa l g o r i t h m ，p h y s i o l m e a s ，2 5 ：2 0 9 _ 2 2 5 ，2 0 0 4 8 】s a n l n i c rg j ，b l u er s ，n e w e l lj c ，i s a a c s o n d ，e l e c t r i c a li m p e d a n c et o m o g r a p h y , i e e es i g n a l p r o c e s s i n g m a g a z i n e ，3 1 4 3 ，n o v , 2 0 0 1 9 1 d a v a l o sr v , o t t e nd m ，m i rl m ，r u b i n s k yb ，e l e c t r i c a li m p e d a n c et o m o g r a p h yf o ri m a g i n g t i s s u ee l e c t r o p o r a t i o n 1 e e et r a n s a c t i o n so nb i o m e d i c a le n g i n e e r i n g ，51 ( 5 ) ，7 6 1 - 7 6 7 ，2 0 0 4 i1 0 h o l d e rd ，e l e c t r i c a li m p e d a n c et o m o g r a p h y o fb r a i nf u n c t i o n ：i t sp o t e n c i a la d v a n t a g e sf o ri m a g i n g 6 第一章绪论 e p i l e p t i ca c t i v e 。i e e 1 9 9 7 【1i 】王保文等磁场在生物医学中的应用北京：国防工业出版社，1 9 9 0 8 【1 2 p e t h i n g r ，d i e l e c t r i c p r o p e r t i e s o f b o d y t i s s u e s ，c l i n i c a l p h y s p h y s i o l o g y m e a s ，1 9 8 7 【1 3 】s o h w a nh p , a n a l y s i so fd i e l e c t r i cd a t a ：e x p e r i m e n c ew i t hb i o l o g i c a lm a t e r i a l s ，i e e et r a n so n e l e c t r i c a l i n s u l a t i o n , 2 0 ( 6 ) ：9 1 3 - 9 2 1 ，】9 8 5 1 4 】g r a n tj pe t a 1 ，c o m p l e xp e r m i t t i v i t y d i f f e r e n c e sb e t w e e nn o r m a la n d p a t h o l o g i c a l t i s s u e s ： m e c h a n i s m sa n dm e d i c a ls i g n i f i c a n c e ，d o u r n a lo f b i o e l e c t r i c i t y ，4 ( 2 ) ：4 1 9 4 8 5 ，1 9 8 5 1 5 】l e eeb a c h e r , 阻抗技术原理，国办压孚i 生物医学r 程分职1 2 ( 5 ) ，1 9 8 9 【1 6 】b o o n ek ，b a r b e rd ，r e v i e w ：i m a g i n gw i t he l e c t r i c i t y ：r e p o r to ft h ee u r o p e a nc o n e r t e da c t i o no n i m p e d a n c e t o m o g r a p h y , j o u r n a lo f m e d i c a l e n g i n e e r i n g t e c h n o l o g y , 2 1 ( 6 ) ：2 0 l - 2 3 2 1 9 9 7 【1 7 】b o o n ek gl e w i sa ma n dh o l d e rd s ，i m a g i n g t h ec o r t i c a l s p r e a d i n gd e p r e s s i o nb y e i t ： i m p l i c a t i o n sf o rl o c a l i z a t i o no f e p i l e p t i cf o c i ，咖i 0 1 m e a s ，1 5 ( s u p p l 3 a ) ：1 8 9 - 1 9 8 ，1 9 9 4 i8 h o l d e rd s ，r a na a n dh a n q u a nyi m a g i n go fp h y s i o l o g i c a le v o k e dr e s p o n s e sb ye l e c t r i c a l i m p e d a n c et o m o g r a p h y w i t hc o r t i c a le l e c t r o d e si nt h ea n a e s t h e t i z e dr a b b i t ，p h y s i o lm e a s ，1 7 ( s u p p l 4 a ) ：1 7 9 - 1 8 6 ，1 9 9 6 1 9 b a r b e r1 ) 1 2a n ds e a g a ra d ，f a s tr e c o n s t r u c t i o no f r e s i s t a n c ei m a g e s ，c l i n p 岫_ p 枷i 0 1 m e a s ，1 0 ： 3 6 8 - 3 7 0 ，1 9 8 7 【2 0 】m e t h e r a lp ，b a r b e rd c ，s m a l l w o o dr h ，b r o w nb h ，t h r e e d i m e n s i o n a le l e c t r i c a l i m p e d a n c e t o m o g r a p h y , n a t u r e ，3 8 0 ：5 0 9 5 1 2 ，1 9 9 6 【2 1 j o ym ，s c o ag a n dh e n k e l m a nm ，i nv i v od e t e c t i o no fa p p l i e d e l e c t r i cc u r r e m sb ym a g n e t i c r e s o n a n c ei m a g i n g m a g n e t i cr e s o n a n c ei m a g i n g , 7 ：1 ：8 9 - 9 4 ，1 9 8 9 2 2 1p e g i k a np ，j o ym l g s c o 廿g c ，h e n k e l m a nr m ，t w o - d i m e n s i o n a lc u r r a n td e n s i t yi m a g i n g ，i e e e t r a n s a c t i o n so ni n s t r u m e n t a t i o na n d m e a s u r e m e n t ，3 9 ( 6 ) ：1 0 4 8 - 1 0 5 3 ，1 9 9 0 2 3 s c o t tg c ，j o ym e g , a r m s t r o n gr l ，a n d h e n k e l m a nr v l ，m e a s u r e m e n to f n o n u n i f o r mc u r r e n td e n s i t y b ym a g n e t i cr e s o n a n c e ，i e e et r a n sm e a l 伽1 0 ：3 6 2 3 7 4 ，1 9 9 1 【2 4 】l d e ry z ，m u f t u l e rl t , m e a s u r e m e n t o fa c m a g n e t i cf i e l dd i s t r i b u t i o nu s i n gm a g n e t i cr e s o n a n c e i m a g i n g ，1 e e e t r a n s a c t i o n so n m e d i c a l l m a g i n g ，1 6 ( 5 ) ：6 1 7 - 6 2 2 ，1 9 9 7 2 5 e y i i b o g l ub m ，r e d d yr m a dl e i 曲j s ，i m a g i n ge l e c t r i c a lc u r r e n td e n s i t yu s i n gn u c l e a rm a g n e t i c r e s o n a n c e ，e l e k t r i k , 6 ：2 0 1 2 1 4 ，1 9 9 8 2 6 1z h a n gn ，“e l e c t r i c a l i m p e d a n c et o m o g r a p h y b a s e do nc u r r e n td e n s i t y i m a g i n g ，”m s c t h e s i s u n i v e r s i t yo f t o r o n t o ，1 9 9 2 2 7 高诺，朱善安，邹凌电流密度成像及其在生物电阻抗成像中的应用厚形麒学生物医掣 嚣，分 艘2 0 0 4 ，2 7 ( 5 ) ：2 8 6 2 8 9 7 第二章基于磁共振成像系统的电阻抗成像技术( m r e l t ) 第二章基于磁