Чутливість в електроімпедансній томографії
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2013.55.107-117Ключові слова:
фантом, електроімпедансна томографія, чутливість першого…четвертого роду, метод зон провідності, зворотна задача, регуляризація, прирощення, точність вимірювань, неоднорідністьАнотація
Введено поняття чутливості в електроімпедансній томографії (першого…четвертого роду). Проведено експериментальні дослідження по вимірюванню напруг по обводу контуру на створеному макеті (для рівномірного циліндричної судини з розчином солі та з розміщеними в судині неоднорідностями). Методом зон провідностей (з використанням регуляризації за А.Н. Тихоновим) розв’язано зворотні задачі електроімпедансної томографії для фантома, імітованого на ЕОМ (чутливість третього роду) та за результатами натурних вимірювань (чутливість четвертого роду). Чутливість (першого…четвертого роду) до збільшення провідності графоелементів усередині фантома виявилася значно меншою, ніж чутливість до збільшення опору. Наведено результати оброблення виміряних напруг та результати реконструкції за проекціями, отриманими за математичною моделлю та за результатами натурних вимірювань. Показане задовільне співпадіння отриманих результатів реконструкції між собою та з математичним і натурним фантомами.Посилання
Література
Brown B.H. Electrical Impedance Tomography / B.H. Brown, D.C. Barber // Clinical Physics and Physiological Measurement. – 1992. – vol.13. – Sappl. A, 207p.
Yorkey T. J. A comparison of impedance tomographic reconstruction algorithms / T.J. Yorkey, J.G. Webster // Clin. Phys. Physiol. Meas . – 1987. – vol. 8. – Suppl. A. – 55 p. vol. 8, Suppl. A, 55 p. [CrossRef]
Физика визуализации изображений в медицине: в 2-х томах. Пер. с англ. / Под ред. С. Уэбба. – М. : Мир, 1991.
Isaacson D. Electrical impedance tomography / M. Cheney, D. Isaacson, J.C. Newell // SIAM. Rev. – 1999. – Vol. 41. – No. 1. – р. 85–101. [CrossRef]
Электроимпедансная томография / Я. С. Пеккер, К. С. Бразовский, В. Ю. Усов, М.П. Плотников, О.С. Уманский. – Томск: ООО «Издательство научно-технической литературы», 2004. – 190с.
Tucker A. S. Biocompatible, High Precision, Wideband, Improved Howland Current Source With Lead-Lag Compensation / A. S. Tucker., M. F. Robert., R. J. Sadleir.// Biomedical Circuits and Systems Journal. – 2012. – No 99. – p. 1-8. [CrossRef]
Brown B. H. Electrical impedance tomography (EIT): a review / B. H. Brown // Journal of Medical Engineering & Technology. – 2003. – №27. – p. 97–108. [CrossRef]
Сушко І.О. Потенційна чутливість імпедансної томографії / І.О. Сушко, Є.В. Гайдаєнко, О.А. Якубенко // Вісник НТУУ «КПІ». Серія Радіотехніка. Радіоапаратобудування. – 2012. – № 50. – С. 92 – 104. [Publ.]
Дорожовець М. Математичні засади прямої задачі томографії провідності / М. Дорожовець, А. Федорчук, І. Петровська // Вісник Державного університету «Львівська політехніка». Автоматика вимірювання та керування. – 1998. – №324. – С. 43–51.
Рыбина И.А. Решение прямой задачи импедансной томографии методами теории цепей / И.А. Рыбина // Вісник НТУУ «КПІ». Серія Радіотехніка. Радіоапаратобудування. – 2010. – № 43. – С. 4–13. [Publ.]
Сушко І.О. Алгоритм розв’язання прямої задачі імпедансної томографії методом модифікацій / І.О. Сушко // Вісник НТУУ «КПІ». Серія Радіотехніка. Радіоапаратобудування. – 2011. – № 47. – С.165 – 175. [Publ.]
Сушко И.А. Сравнение классического метода решения обратной задачи импедансной томографии с методом «зон» проводимости / И.А. Сушко, А.И. Рыбин // Вісник НТУУ «КПІ». Серія Радіотехніка. Радіоапаратобудування. – 2012. – № 49. – С. 166 – 177. [Publ.]
Сушко И.А. Визуализация распределения поверхностных проводимостей томографического сечения методом зон проводимости / И.А. Сушко // Радиоэлектроника. – 2013. – Том. 56, №7. – С.60–68. (Изв. вузов). [Publ.]
Sushko I. Features of solving the Electrical Impedance Tomography inverse problem by zones conductivities method/ I. Sushko, O. Rybin // Вісник НТУУ «КПІ». Серія Радіотехніка. Радіоапаратобудування. – 2012. – № 51. – С. 106–114. [Publ.]
Сушко І.О. Особливості використання методу регуляризації при розв’язанні зворотної задачі імпедансної томографії методом зон провідності / І. О. Сушко, О.І. Рибін // Наукові вісті НТУУ «КПІ». – 2013. – №5. – С. 11–17.
References
Brown B.H., Barber D.C. (1992) Electrical Impedance Tomography. Clinical Physics and Physiological Measurement, vol. 13, Sappl. A, 207 p.
Yorkey T. J., Webster J.G. (1987) A comparison of impedance tomographic reconstruction algorithms. Clin. Phys. Physiol. Meas., vol. 8, Suppl. A, 55 p. doi: 10.1088/0143-0815/8/4A/007
Webb S. eds. (1988) The Physics of Medical Imaging. Adam Hilger, Bristol and Philadelphia, 600 p. (Russ ed. : Webb S. eds. Fizika vizualizatsii izobrazheniy v meditsine. Moscow, Mir Publ., 1991)
Isaacson D., Cheney M., Newell J.C. (1999) Electrical impedance tomography. SIAM. Rev., Vol. 41, No. 1, pp.85–101. doi: 10.1137/S0036144598333613
Pekker Ya.S., Brazovskiy K.S., Usov V.Yu., Plotnikov M.P., Umanskii O.S. (2004) Elektroimpedansnaia tomografia [Electrical impedance tomography]. Tomsk, Izdatelstvo nauchno-tekhnicheskoi literatury, 190 p.
Tucker A. S., Robert M. F., Sadleir R. J. (2012) Biocompatible, High Precision, Wideband, Improved Howland Current Source With Lead-Lag Compensation. Biomedical Circuits and Systems Journal, No 99, pp. 1-8. doi: 10.1109/TBCAS.2012.2199114
Brown B. H. (2003) Electrical impedance tomography (EIT): a review. Journal of Medical Engineering & Technology. No 27, pp. 97-108. doi: 10.1080/0309190021000059687
Sushko I.O., Gaydayenko E.V., Yakubenko A.A. (2012) Potentsiina chutlyvist impedansnoi tomografii. Vìsn. NTUU KPÌ, Ser. Radìoteh. radìoaparatobuduv. No 50, pp. 92–104. Available at: http://radap.kpi.ua/index.php/radiotechnique/article/view/237 (In Ukrainian)
Dorozhovets M., Fedorchuk A., Petrovska I. (1998) Matematychni zasadi priamoi zadachi tomografii providnosti. Visnyk Derzhavnogo universytetu “Lvivska politekhnika”. Avtomatika vymiruvannia ta keruvannya, No 324, pp. 43-51.
Rybina I.O. (2010) Solution of direct task of impedance tomography by the methods of theory of circuits. Vìsn. NTUU KPÌ, Ser. Radìoteh. radìoaparatobuduv. No 43. pp. 4-13. Available at: http://radap.kpi.ua/index.php/radiotechnique/article/view/340 (In Russian)
Sushko I.O. (2011) Algorithm for solving the Electrical Impedance Tomography forward problem by the modification method. Vìsn. NTUU KPÌ, Ser. Radìoteh. radìoaparatobuduv., No 47, pp. 165-175. Available at: http://radap.kpi.ua/index.php/radiotechnique/article/view/133 (In Ukrainian)
Sushko I.O., Rybin A.I. (2012) Comparison of classical and conductivity zones methods for solving EIT inverse problem. Vìsn. NTUU KPÌ, Ser. Radìoteh. radìoaparatobuduv., No 49, pp. 166-177. Available at: http://radap.kpi.ua/index.php/radiotechnique/article/view/90 (In Russian)
Sushko I. (2013) Visualization of surface conductivity distributions of tomography cross-section using conductivity zones method. Radioelectronics and Communications Systems, Vol. 53, No 7, pp. 60-68. doi: 10.3103/S0735272713070078
Sushko I.O., Rybin A.I. (2012) Features of solving the Electrical Impedance Tomography inverse problem by zones conductivities method. Vìsn. NTUU KPÌ, Ser. Radìoteh. radìoaparatobuduv., No 51. pp. 106-114. Available at: http://radap.kpi.ua/index.php/radiotechnique/article/view/451
Sushko I.O., Rybin O.I. (2013) Osoblyvosti vykorystannia metodu reguliaryzatsii pry rozviazanni zvorotnoi zadachi impedansnoi tomographii metodom zon providnosti [Features of the regularization method in solving the inverse problem of impedance tomography by zones of conductivity]. Naukovi visti NTUU “KPI”, No 5, pp. 11-17.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
