Модифікація ітераційного алгоритму обчислення прирощень поверхневих провідностей при розв’язанні зворотної задачі електроімпедансної томографії
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2014.57.23-34Ключові слова:
електроімпедансна томографія, метод зон провідності, регуляризація, матриця похідних, фантом, зворотна задача, точність, зумовленість матрицьАнотація
Запропоновано алгоритми заміни ітераційної процедури регуляризації за А.Н. Тихоновим ітераційною процедурою з логарифмічним кроком та не ітераційним обчисленням оберненої матриці, яка складається на базі матриць похідних від напруг (по обводу контуру) по поверхневим провідностям зон. Запропоновані алгоритми легко програмуються та забезпечують високу точність та хорошу збіжність ітераційної процедури реконструкції образу з проекцій. Крім того, запропоновані алгоритми значно скорочують кількість арифметичних операцій та час обчислень на ЕОМ. Отримані результати ілюструються прикладами розрахунків.Посилання
Перелік посилань
Brown B.H. Electrical Impedance Tomography/ B.H. Brown, D.C. Barber // Clinical Physics and Physiological Measurement. – 1992. – Vol. 13, Suppl. A. – 207p.
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.
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. – pp. 843-852.
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.
Рыбин А.И. Численно-символьный анализ электрических цепей обобщенным методом модификации / А.И. Рыбин // Праці Інституту Електродинаміки НАН України, ІЕД НАНУ.– 2002. – №1. – с.28–30.
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.
Рибіна І.О. Метод променів провідностей та моделювання фантома в імпедансній томографії // Вісник ЖДТУ. – 2010. – № 2(53). – С.160 –161.
Сушко И.А. Визуализация распределения поверхностных проводимостей томографического сечения методом зон проводимости / И.А. Сушко // Известия вузов. Радиоэлектроника. – 2013. – Том 56, № 7. – с. 60 – 68.
Сушко И. А. Сравнение классического метода решения обратной задачи импедансной томографии с методом зон проводимости / И.А. Сушко, А.И. Рыбин // Вестник НТУУ «КПИ». Серия Радиотехника. Радиоаппаратостроение. – 2012. – № 49. – с. 166-177.
Sushko I. O. Features of solving the Electrical Impedance Tomography inverse problem by zones conductivities method / I. O. Sushko, A. I. Rybin // Visn. NTUU KPI, Ser. Radioteh. radioaparatobuduv. – 2012. – № 51. – с. 106-114.
Рибіна І.О. Розв’язання зворотної задачі імпедансної томографії методами зон провідностей та зворотної проекції / І.О. Рибіна, О.І. Рибін, О.Б. Шарпан // Вісник НТУУ «КПІ». Серія Радіотехніка. Радіоапаратобудування. – 2011. – № 45. – с. 33-45.
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. 14 –22.
Тихонов А.Н. Методы решения некорректных задач / А.Н. Тихонов, В.Я. Арсенин. –М. : Наука,1979. – 288 c/
Сушко И.А. Оценка уровня кавитации методами импедансной томографии / И.А. Сушко, Е.В. Гайдаенко, А.В. Мовчанюк, А.И. Рыбин // Вестник НТУУ «КПИ». Серия Радиотехника. Радиоаппаратостроение. – 2012. – № 48. – с. 168-178.
Рибіна І.О. Обчислення похідних від передаточного опору по поверхневій провідності кінцевих елементів при розв’язанні зворотної задачі імпедансної томографії методом зон провідності. / І.О. Рибіна, О.І. Рибін, О.Б. Шарпан // Вісник НТУУ «КПІ». Серія Радіотехніка. Радіоапаратобудування. – 2011. – № 44. – с. 16-28.
References
Brown B.H. and Barber D.C. (1992) Electrical Impedance Tomography. Clinical Physics and Physiological Measurement, Vol. 13, Suppl. A, 207p.
Pekker Ya.S., Brazovskii K.S., Usov V.Yu., Plotnikov M.P. and Umanskii O.S. (2004) Elektroimpedansnaya tomografiya [Electrical impedance tomography]. Tomsk, Izdatel'stvo nauchno-tekhnicheskoi literatury, 190 p.
Yorkey T.J. and Webster J.G. (1987) A comparison of impedance tomographic reconstruction algorithms. Clin. Phys. Physiol. Meas., Vol. 8, Suppl. A, pp. 843-852.
Sushko, I. O. (2011) Algorithm for solving the Electrical Impedance Tomography forward problem by the modification method. Visn. NTUU KPI, Ser. Radioteh. radioaparatobuduv., No. 47, pp. 165-175. (in Ukrainian)
Rybin A.I. (2002) Chislenno-simvol'nyi analiz elektricheskikh tsepei obobshchennym metodom modifikatsii [Numerical and symbolic analysis of electric circuits by the generalized modification method]. Pratsi Instytutu Elektrodynamiky NAN Ukrainy, IED NANU, No 1, pp. 28–30.
Sushko I. O., Gaydayenko E. V. and Yakubenko A. A. (2012) Electrical Impedance Tomography potential sensitivity. Visn. NTUU KPI, Ser. Radioteh. radioaparatobuduv., no. 50, pp. 92-104. (in Ukrainian)
Rybina I. O. (2010) Metod promeniv providnostei ta modeliuvannia fantoma v impedansnii tomohrafii [Rays conductivity method and simulation phantom in impedance tomography]. Visnyk ZhDTU, No 2(53), pp. 160–161.
Sushko I. A. (2013) Visualization of surface conductivity distributions of tomography cross-section using conductivity zones method. Radioelectronics and Communications Systems, Vol. 56, No 7, pp. 377-383.
Sushko I. O. and Rybin A. I. (2012) Comparison of classical and conductivity zones methods for solving EIT inverse problem. Visn. NTUU KPI, Ser. Radioteh. radioaparatobuduv., no. 49, pp. 166-177. (in Russian)
Sushko I. O. and Rybin A. I. (2012) Features of solving the Electrical Impedance Tomography inverse problem by zones conductivities method. Visn. NTUU KPI, Ser. Radioteh. radioaparatobuduv., no. 51, pp. 106-114.
Rybina I. O., Rybin A. I. and Sharpan O. B. (2011) Solving the Electrical Impedance Tomography (EIT) inverse problem by the conductivity and back projection methods. Visn. NTUU KPI, Ser. Radioteh. radioaparatobuduv., no. 45, pp. 33-45. (in Ukrainian)
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. 14-22.
Tikhonov A.N. and Arsenin V.Ya. (1979) Metody resheniya nekorrektnykh zadach [Methods for solving incorrect problems]. Moskow, Nauka Publ., 288 p.
Sushko I. O., Gaydayenko E. V., Movchanyuk A. V. and Rybin A. I. (2012) Assessing the level of cavitation methods impedance tomography. Visn. NTUU KPI, Ser. Radioteh. radioaparatobuduv., no. 48, pp. 168-178. (in Russian)
Rybina I. O., Rybin A. I. and Sharpan O. B. (2011) Determination of derivatives of transfer resistance on surface conductivity of finite elements by the conductivity method for solving the forward problem of Electrical Impedance Tomography. Visn. NTUU KPI, Ser. Radioteh. radioaparatobuduv., no. 44, pp. 16-28. (in Ukrainian)
##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.
