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基于矩阵分解的三维动态电阻抗断层成像方法
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作者 李秀艳 赵天晨 +1 位作者 王琦 韩晶 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第4期19-27,共9页
针对医学诊断成像和监测领域中运动目标在三维空间中的实时跟踪问题,基于电阻抗断层成像(EIT)技术,提出了一种矩阵分解的三维重建算法(3D-LS),通过同时考虑时间连续性和空间结构信息,有效分离三维电阻抗图像中的动态分量和背景分量。以... 针对医学诊断成像和监测领域中运动目标在三维空间中的实时跟踪问题,基于电阻抗断层成像(EIT)技术,提出了一种矩阵分解的三维重建算法(3D-LS),通过同时考虑时间连续性和空间结构信息,有效分离三维电阻抗图像中的动态分量和背景分量。以小球运动为例,采用多线电极构建三维动态EIT模型并进行仿真和实验验证。结果表明:3D-LS算法重建的图像具有更好的三维结构连续性和更均匀的电导率分布;与传统成像算法相比,在小球沿X轴运动案例仿真中,仿真重建图像相对误差(RE)平均降低了28.9%,结构相似度(SSIM)平均提高了22.4%,在沿Y轴运动案例中,仿真重建图像RE平均降低了36.9%,SSIM平均提高了44.0%;实验重建图像RE平均降低了19.9%,SSIM平均提高了23.2%。仿真和实验结果均证实了该方法在三维动态EIT重建领域具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 电阻抗断层成像 矩阵分解算法 逆问题 运动目标重建
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基于弹性范数的接地网电阻抗成像算法 被引量：2
2
作者 张维哲 张承乾 +2 位作者 刘建生 张亮 马文博 《电工技术学报》 北大核心 2025年第3期676-688,共13页
电阻抗成像(EIT)技术作为一种非侵入式成像方法,已成为接地网腐蚀诊断的研究重点之一,然而现有算法下的图像重构效果均不理想。为了对变电站接地网进行准确的腐蚀诊断,该文提出了一种L_(1)-L_(2)弹性范数算法对接地网EIT逆问题模型进行... 电阻抗成像(EIT)技术作为一种非侵入式成像方法,已成为接地网腐蚀诊断的研究重点之一,然而现有算法下的图像重构效果均不理想。为了对变电站接地网进行准确的腐蚀诊断,该文提出了一种L_(1)-L_(2)弹性范数算法对接地网EIT逆问题模型进行修正,以获得更接近真实值的接地网电阻率的解,进而提高腐蚀诊断的准确性。首先,介绍了EIT技术在接地网腐蚀诊断中的基本原理;其次,对L_(1)范数、L_(2)范数、一步牛顿法(NOSER)以及L_(1)-L_(2)弹性范数四种算法作用下的接地网仿真模型进行算例分析,并搭建镀锌钢模型进行实验验证;最后,引入图像相关系数和图像相对误差等评价标准对四种算法下重构的接地网图像进行评价。结果表明,该文所提算法在改善接地网EIT技术病态性与欠定性方面效果良好,与其他三种算法相比,图像相关系数平均提升了32.19%、相对误差平均降低了22.54%。该算法的提出增强了EIT技术在接地网腐蚀诊断中的应用。 展开更多
关键词 电阻抗成像 接地网 腐蚀诊断 算法 弹性范数
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基于电阻抗断层成像的慢性阻塞性肺疾病诊断方法研究
3
作者 李芳 陈柏 +3 位作者 吴阳 刘凯 周童 姚佳烽 《生物化学与生物物理进展》 北大核心 2025年第7期1866-1877,共12页
目的基于电阻抗断层成像(EIT)技术提出了一种新型床旁肺通气实时监测方法应用于慢性阻塞性肺疾病(COPD)诊断。计算通气中心(CoV)、整体不均匀性(GI)、区域通气延迟不均匀性(RVDI)和一秒率(FEV1/FVC)四个指标,来实现COPD时空诊断。方法... 目的基于电阻抗断层成像(EIT)技术提出了一种新型床旁肺通气实时监测方法应用于慢性阻塞性肺疾病(COPD)诊断。计算通气中心(CoV)、整体不均匀性(GI)、区域通气延迟不均匀性(RVDI)和一秒率(FEV1/FVC)四个指标,来实现COPD时空诊断。方法首先对COPD患者呼吸周期进行仿真,确认患者与正常人在某些指标存在明显差异后,再通过实验验证上述指标的差异性;实验共纳入93名受试者,对其进行了多次肺功能检查(PFT)和EIT同步测量,并比较了不同呼吸模式(包括用力呼气、用力吸气和平静潮气呼吸)下的通气异质性,通过分析EIT图像与指标,以区分不同年龄段健康人和COPD患者。结果仿真结果表明,COPD患者与正常人在CoV、GI、FEV1/FVC和RVDI四个指标上存在明显差异。实验结果表明,在空间异质性方面,COPD患者的GI值显著高于其他两组,但健康人群之间无明显差异。在时间异质性方面,无论是平静吸气还是用力吸气,COPD患者的RVDI值均显著高于其他组别。此外,在强制呼气过程中,FEV1/FVC的频率分布进一步揭示了COPD患者区域肺功能的时间延迟异质性,区别于不同年龄段健康人。结论EIT技术揭示了区域肺功能的时空通气异质性,对于COPD患者的诊断和治疗具有重要意义。 展开更多
关键词 电阻抗断层成像 通气均匀性 阻塞性肺疾病 肺功能成像 区域肺功能
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基于电阻抗成像技术的果树苗茎杆冻融状态辨识方法
4
作者 姜涵 朱玉帆 +1 位作者 颜小飞 程强 《农业工程学报》 北大核心 2025年第4期193-200,共8页
为检测果树苗茎杆冻融状态,该研究提出了一种基于电阻抗成像技术的果树苗茎杆冻融状态辨识方法,设计了具有16个信号数据采集电极的电阻抗系统,系统软件主要包括基于C#开发的Windows平台上位机,以及用于解决成像正问题和逆问题的开源套件... 为检测果树苗茎杆冻融状态,该研究提出了一种基于电阻抗成像技术的果树苗茎杆冻融状态辨识方法,设计了具有16个信号数据采集电极的电阻抗系统,系统软件主要包括基于C#开发的Windows平台上位机,以及用于解决成像正问题和逆问题的开源套件EIDORS。对该系统的性能进行了多种测试,测试包括恒流源输出阻抗测试、通道一致性测试、温度校正测试、成像效果测试、系统测量范围测试。系统测试表明:1)恒流源的仿真输出阻抗在MΩ级别,实际输出在低频时接近MΩ;2)16个电极的输出幅值较好的一致性;3)温度对系统输出有影响,在进行温度校正后,输出幅值标准差有明显下降;4)系统对3D打印模型成像结果符合预期,相比于6和9 cm,系统对直径3 cm的模拟石膏茎杆水分整体分布有着较好的成像效果,冻融试验对象定为3 cm以下的小茎杆。在实验室环境下进行了果树苗茎杆冻融试验,试验对象为直径3 cm的苹果树苗茎杆,试验结果表明:1)温度与电阻抗成像系统(electrical impedance tomography,EIT)测量的平均电导率变化趋势一致;2)从系统时差成像的2D水分分布可以观测出茎杆冻融过程。系统对直径3 cm的茎杆冻融状态具有较好的辨识结果,能够初步反应其冰水含量及其分布,可为茎杆冻融状态辨识提供思路和检测方法。 展开更多
关键词 电阻抗成像 茎杆 冻融 果树 状态辨识
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基于TV-KF的矿浆液位电阻抗成像方法研究
5
作者 李曦婷 高云鹏 +2 位作者 谢琴 杨唐胜 王俊霖 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第2期141-151,共11页
针对浮选过程矿浆液位难以准确检测、可视化程度低、现有电阻抗成像算法过于平滑的问题,提出了全变差正则化与卡尔曼滤波相结合的混合TV-KF矿浆液位电阻抗成像方法。首先,构建浮选矿浆液位测量场域模型获取场域边界电压,建立基于全变差... 针对浮选过程矿浆液位难以准确检测、可视化程度低、现有电阻抗成像算法过于平滑的问题,提出了全变差正则化与卡尔曼滤波相结合的混合TV-KF矿浆液位电阻抗成像方法。首先,构建浮选矿浆液位测量场域模型获取场域边界电压,建立基于全变差正则化的浮选过程误差函数计算矿浆液位初始电导率值;其次,基于全变差正则化算法计算电导率值作为卡尔曼滤波算法预测方程的先验信息,利用不同时刻的测量电压值对卡尔曼滤波算法的更新方程和预测方程进行迭代;最后,基于提出的TV-KF电阻抗成像算法求解矿浆液位电导率分布,获得准确的矿浆液位检测结果。仿真和实测结果表明:所提算法重建的矿浆与泡沫分界面清晰度更高、边缘特性更好,获取的矿浆液位信息全面准确,在不同矿浆液位仿真模型中PCC均达到85%以上,相比其他重建算法IRE值更低、重建效果更优;现场实验平台矿浆液位实测最大误差<2.4 cm,满足浮选工业现场液位准确检测需求;相较已有方法具有更强的泡沫层信息可视化能力及浆料适用性、对泡沫波动变化有更高的灵敏度,可持续稳定测量矿浆液位,对当前浮选现场有良好应用价值。 展开更多
关键词 浮选过程 电阻抗成像 全变差正则化 卡尔曼滤波 液位检测
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基于卷积神经网络电阻抗成像的蜂窝夹芯结构损伤识别
6
作者 李雪峰 周登 严刚 《材料科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期542-549,566,共9页
本研究针对蜂窝夹芯结构在使用和维护过程中容易受到外物冲击的问题,提出了一种基于导电感应层和卷积神经网络的冲击损伤识别方法。首先利用丝网印刷技术,将石墨烯导电碳油墨印刷在蜂窝夹芯结构表面,形成导电感应层,使结构具备实时感应... 本研究针对蜂窝夹芯结构在使用和维护过程中容易受到外物冲击的问题,提出了一种基于导电感应层和卷积神经网络的冲击损伤识别方法。首先利用丝网印刷技术,将石墨烯导电碳油墨印刷在蜂窝夹芯结构表面,形成导电感应层,使结构具备实时感应功能。然后通过建立不同损伤情况的导电感应层有限元模型,并进行电学仿真,生成了包含电导率变化和边界电压变化的数据集。基于此数据集,训练了卷积神经网络,并通过测试集验证了模型的准确性和可靠性。为验证方法的有效性,进行了冲击损伤实验,并在实验前后分别测量感应层的边界电压数据。通过训练好的卷积神经网络对电导率变化分布进行重建,实现了对蜂窝夹芯结构损伤的精准识别。实验结果表明,本研究所提出的基于卷积神经网络的电阻抗成像方法,在损伤位置和大小的识别精度上明显优于传统算法,并且识别时间非常短,可以实现对蜂窝夹芯结构的在线损伤识别。 展开更多
关键词 蜂窝夹芯结构 冲击损伤识别 导电感应层 电阻抗成像 卷积神经网络
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床旁高渗盐水造影肺灌注电阻抗断层成像技术在肺动脉内膜剥脱术后应用2例并文献复习
7
作者 蔡秋燕 刘旺林 +5 位作者 程卫 刘晶晶 张超纪 刘剑州 隆云 何怀武 《协和医学杂志》 北大核心 2025年第2期513-518,共6页
肺灌注电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)作为一种床旁无创、连续、动态、无辐射的肺通气监测技术,目前已广泛应用于急危重症患者的诊疗。除肺通气监测外,近年来高渗盐水造影肺灌注EIT床旁监测也备受关注。本文介绍... 肺灌注电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)作为一种床旁无创、连续、动态、无辐射的肺通气监测技术,目前已广泛应用于急危重症患者的诊疗。除肺通气监测外,近年来高渗盐水造影肺灌注EIT床旁监测也备受关注。本文介绍高渗盐水造影肺灌注EIT技术床旁评估2例肺动脉内膜剥脱术后患者的肺灌注情况,为该技术在此类患者围术期管理中的应用提供参考。 展开更多
关键词 床旁高渗盐水造影电阻抗断层成像 肺灌注 慢性血栓栓塞性肺动脉高压 肺动脉内膜剥脱术
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电阻抗成像的故障电极高精度数据补偿方法
8
作者 郭坤 刘凯 +3 位作者 徐园 吴阳 李志伟 姚佳烽 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第5期16-19,共4页
电阻抗成像(EIT)过程中,电极脱落会导致电极接触不良,进而导致成像紊乱。针对这个问题,提出了一种基于交替最小二乘(ALS)法的故障电极高精度数据补偿方法,旨在利用良好的电压数据实现电极接触不良过程中错误数据的修正。通过实验验证,... 电阻抗成像(EIT)过程中,电极脱落会导致电极接触不良,进而导致成像紊乱。针对这个问题,提出了一种基于交替最小二乘(ALS)法的故障电极高精度数据补偿方法,旨在利用良好的电压数据实现电极接触不良过程中错误数据的修正。通过实验验证,分别断开了1个、2个和3个电极,并与传统的均值插补(MI)法和K最近邻(KNN)法进行了比较。实验结果表明,采用本文提出的ALS法进行电极错误数据修正,图像相关系数(ICC)达到0.998以上,均方根误差(RMSE)不超过0.03,结构相似性指数(SSIM)达到0.98以上。这表明在存在多个脱落电极的情况下,采用ALS法恢复的电压数据可以实现稳定的成像效果。 展开更多
关键词 电阻抗成像 电极脱落 交替最小二乘 数据补偿
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基于相位角电阻抗成像的肌肉组织脂肪浸润检测方法研究
9
作者 肖悟光 朱小鹏 +3 位作者 冯慧 孙博 赵桐 姚佳烽 《生物化学与生物物理进展》 北大核心 2025年第10期2663-2676,共14页
目的脂肪浸润已被证明与肌肉质量下降以及多种肌肉疾病密切相关。本研究提出一种基于相位角电阻抗成像(phase-angle electrical impedance tomography,ΦEIT)的方法,用于可视化肌肉脂肪浸润引起的肌肉电学特性响应,旨在为肌肉质量退化... 目的脂肪浸润已被证明与肌肉质量下降以及多种肌肉疾病密切相关。本研究提出一种基于相位角电阻抗成像(phase-angle electrical impedance tomography,ΦEIT)的方法,用于可视化肌肉脂肪浸润引起的肌肉电学特性响应,旨在为肌肉质量退化的早期无创检测提供新的技术手段。方法本研究分为两部分。第一,构建实验室猪肉模型,通过向不同肌肉隔室分别注入1 ml和2 ml乳化脂肪溶液模拟不同程度的脂肪浸润,利用ΦEIT重建相位角图像;第二,开展人体实验,招募两个年龄段(20~25岁、26~30岁)的健康受试者(n=8),通过生物电阻抗分析法(bioelectrical impedance analysis,BIA)测量左、右腿脂肪含量百分比η_(fat),并使用ΦEIT对左、右小腿进行相位角图像重建,进一步分析全局平均相位角Φ_(M)及各肌肉隔室空间平均相位角Φ_(Mi)与脂肪浸润之间的关系。结果实验室猪肉模型中,图像灰度值随猪肉内脂率P_(i)增加而升高,Φ_(M)呈下降趋势。人体实验结果表明,全局平均相位角随脂肪含量百分比η_(fat)的增加而降低。此外,M_(2)(比目鱼肌)隔室对脂肪浸润最为敏感,M_(2)(比目鱼肌)、M_(3)(胫骨后肌和趾长屈肌)和M_(4)(胫骨前肌、趾长伸肌和腓骨长肌)隔室的空间平均相位角Φ_(Mi)均显示出明显的组间差异。结论ΦEIT成像能够有效区分不同程度的脂肪浸润,特别是在深层、体积小或位置特殊的肌肉中表现出较高的敏感性,证明该方法在局部肌肉质量监测及早期无创诊断中的应用潜力。 展开更多
关键词 肌少症 脂肪浸润 相位角 电阻抗成像 肌肉质量
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电阻抗成像技术在围手术期肺保护中的应用与前景
10
作者 钟芊 符园园 王昊 《实用医学杂志》 北大核心 2025年第10期1433-1438,共6页
术后肺部并发症(postoperative pulmonary complications, PPCs)是手术后常见的严重问题,尤其在胸腹部手术以及需要气管插管和机械通气的患者中更为突出,通常发生在术后7 d内。有效的围手术期管理,包括优化肺保护性通气策略、实时监测... 术后肺部并发症(postoperative pulmonary complications, PPCs)是手术后常见的严重问题,尤其在胸腹部手术以及需要气管插管和机械通气的患者中更为突出,通常发生在术后7 d内。有效的围手术期管理,包括优化肺保护性通气策略、实时监测肺部通气状态并进行及时干预,可显著降低PPCs的发生率。电阻抗成像技术(electrical impedance tomography, EIT)作为一种新兴的无创影像学技术,近年来在临床上的应用得到广泛关注,尤其在围手术期肺保护通气中的应用逐渐成熟。EIT通过实时、动态地显示肺部通气分布,为个性化同期策略的制定提供了重要的依据,显著提高了机械通气地安全性及有效性,改善了患者的预后。该文旨在探讨EIT的基本原理、优势及其在围手术期肺保护中的应用及探讨其未来的发展前景,以期为临床应用提供更多的参考和指导。 展开更多
关键词 术后肺部并发症 肺保护通气 电阻抗成像 个体化通气
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基于多机制动态搜索的电阻抗成像方法研究
11
作者 施艳艳 崔严 +2 位作者 王萌 韩舒悦 刘镇琨 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第8期92-102,共11页
电阻抗成像(EIT)逆问题具有严重的非线性、病态性和不适定性,导致图像重建不准确.针对该问题,本文提出了一种基于多机制动态搜索(MDS)的电阻抗成像方法.首先,采用Tikhonov正则化方法获得目标区域原始电导率分布矩阵,并将其作为多机制动... 电阻抗成像(EIT)逆问题具有严重的非线性、病态性和不适定性,导致图像重建不准确.针对该问题,本文提出了一种基于多机制动态搜索(MDS)的电阻抗成像方法.首先,采用Tikhonov正则化方法获得目标区域原始电导率分布矩阵,并将其作为多机制动态搜索算法的输入信息;接着,在搜索空间中对候选解进行随机初始化,根据种群迁移和求偶行为对应的5种选择机制对电导率分布进行动态寻优,再采用目标函数计算每个个体的适应度,将适应度值最小的候选解视为最优解;然后,利用最优解对原始电导率分布进行补偿,获得最优电导率分布;最后,通过仿真和实验验证了该方法的成像效果.结果表明,本文所提方法具有最小的RMSE值,保持在0.15~0.4之间,最大的SSIM值,保持在0.55~0.85之间.与LBP、NR、Tikhonov正规化、TV和GA方法相比,本文所提方法成像质量最好,且在噪声影响下依然具有较好的性能,能够满足准确图像重建的要求. 展开更多
关键词 电阻抗成像 图像重建 TIKHONOV正则化 电导率分布 多机制动态搜索
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基于八激励模式数据融合的电阻抗成像优化算法
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作者 丁明亮 宋娟 +1 位作者 赵树飞 郁章伟 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第6期284-292,共9页
电阻抗层析成像(EIT)是一种无损可视化检测技术,具有无辐射、实时、便携、成本低等优点,目前在工业检测和医学监护等方面应用较为广泛,但EIT技术也具有低分辨率等缺点,这也极大限制了EIT技术的快速发展。针对电阻抗成像过程中因“软场... 电阻抗层析成像(EIT)是一种无损可视化检测技术,具有无辐射、实时、便携、成本低等优点,目前在工业检测和医学监护等方面应用较为广泛,但EIT技术也具有低分辨率等缺点,这也极大限制了EIT技术的快速发展。针对电阻抗成像过程中因“软场”效应及欠定性导致的重建图像内部目标数量不明确以及伪迹过大等问题,提出了一种八模式数据融合的电阻抗成像优化算法,根据8种激励模式各自成像的特点,借助重建图像和实际分布之间的相关系数对测量值进行权重训练,将权重矩阵同8种单一模式下得到的测量值矩阵进行融合,再通过Tikhonov正则化算法利用该矩阵进行成像。仿真结果表明,该算法能够有效地提高Tikhonov正则化算法重建图像分辨率,融合后的重建图像的相关系数平均提高了19.86%,相对误差平均降低了28.89%。由此表明,相比于传统的8种单一模式下的成像,该研究提出的算法在重建图像目标的数量、大小以及位置精确度等方面都得到提高,为EIT技术在医学和工业等领域的应用实践提供了新的理论依据和技术参考。 展开更多
关键词 电阻抗层析成像 图像重建 八模式激励 电流激励-电压测量 数据融合
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基于DK-SVD的深度学习电阻抗块稀疏成像方法研究 被引量：3
13
作者 王琦 杨雨晗 +4 位作者 李秀艳 段晓杰 汪剑鸣 孙玉宽 冯慧 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期1370-1377,共8页
针对电阻抗层析成像逆问题的病态性和非线性,提出一种基于DK-SVD的电阻抗块稀疏图像重建方法。该算法通过多层感知器为每组测量数据提供最优的模型参数,以适应数据集的多样性,进一步提高成像质量,并在稀疏编码阶段采用迭代收缩阈值算法... 针对电阻抗层析成像逆问题的病态性和非线性,提出一种基于DK-SVD的电阻抗块稀疏图像重建方法。该算法通过多层感知器为每组测量数据提供最优的模型参数,以适应数据集的多样性,进一步提高成像质量,并在稀疏编码阶段采用迭代收缩阈值算法加快收敛速度。仿真实验结果表明DK-SVD算法重建图像的结构相似性可达到0.95以上,误差可控制在0.1左右,平均重建速度为0.034 s,有效地提高了电阻抗层析成像的质量和效率,且经进一步实验证明了该算法具有良好的噪声鲁棒性和实际应用价值。 展开更多
关键词 电学计量 电阻抗层析成像 块稀疏 DK-SVD 图像重建 深度学习
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基于多帧重建的电阻抗动态成像的触摸跟踪 被引量：3
14
作者 朱俊 郑文栋 +1 位作者 葛泉波 刘华平 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1458-1467,共10页
触觉传感对于人机交互非常重要,为提高触摸传感的实时性与精确度,提出一种结合电阻抗成像技术的触摸交互方法。该方法利用多数据帧的动态图像重建方法,通过构建多帧正则化模型,充分挖掘相邻数据帧之间存在的时间相关性信息。为验证该方... 触觉传感对于人机交互非常重要,为提高触摸传感的实时性与精确度,提出一种结合电阻抗成像技术的触摸交互方法。该方法利用多数据帧的动态图像重建方法,通过构建多帧正则化模型,充分挖掘相邻数据帧之间存在的时间相关性信息。为验证该方法的有效性,设计一套压阻式触觉传感系统,该系统采用多层组合结构,能够实现对触摸压力变化的实时响应,并进行了触摸压力的测量、离散触摸跟踪和连续触摸跟踪的实验研究。实验结果表明,与传统的单帧静态成像方法相比,所提出的多帧重建算法能显著减小运动过程中重建图像的位置误差、形变和伪影,与实际触摸位有更高的吻合度,能够为人机交互领域的触摸传感提供一种有效途径。 展开更多
关键词 电阻抗成像 触觉传感 触摸跟踪 多帧 图像重建 动态成像 轨迹书写 人机交互
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肺水肿三维电阻抗断层成像方法 被引量：1
15
作者 王琦 毕旭 +3 位作者 赵晓赟 李秀艳 段晓杰 汪剑鸣 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第5期59-65,共7页
为了对肺水肿过程进行连续可视化监测,实时监测肺水肿动态特征,提出了一种基于Split-Bregman算法的3D-TV正则化三维EIT成像方法。将3D-TV正则化方法与传统的共轭梯度(conjugate gradient,CG)算法和总变差正则化(total variation,TV)算... 为了对肺水肿过程进行连续可视化监测,实时监测肺水肿动态特征,提出了一种基于Split-Bregman算法的3D-TV正则化三维EIT成像方法。将3D-TV正则化方法与传统的共轭梯度(conjugate gradient,CG)算法和总变差正则化(total variation,TV)算法重建图像的相对误差(relative error,RE)、相关系数(correlation coeffi-cient,CC)和结构相似度(structural similarity index measurement,SSIM)进行对比与评价;并将3D-TV正则化方法应用于大鼠肺水肿实验,监测大鼠肺水肿的整个过程并进行分析。结果表明:与传统TV算法相比,3D-TV正则化方法使三维EIT成像的RE降低了9.1%,CC提高了9.1%,SSIM提高了7.7%,说明3D-TV正则化方法更适合三维EIT图像重建,并且可以对大鼠肺水肿的整个过程进行监测和成像。 展开更多
关键词 电阻抗断层成像 正则化算法 图像重建 肺水肿
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多尺度注意力融合与视觉Transformer方法优化的电阻抗层析成像深度学习方法 被引量：7
16
作者 王琦 张涛 +2 位作者 徐超炜 卢梦凡 王子辰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期52-63,共12页
电阻抗层析成像(EIT)具有显著的可视化和非侵入性等特点,在工业和生物医学工程领域展现了其广阔的应用潜力。由于其逆问题存在高度非线性和病态性特点,导致了数值成像方法在空间分辨率上的局限性,尤其是在多相介质分布情况下,现有EIT技... 电阻抗层析成像(EIT)具有显著的可视化和非侵入性等特点,在工业和生物医学工程领域展现了其广阔的应用潜力。由于其逆问题存在高度非线性和病态性特点,导致了数值成像方法在空间分辨率上的局限性,尤其是在多相介质分布情况下,现有EIT技术在成像过程中出现边界失真和电导率误差,从而影响最终的成像精度。本文提出了一种基于卷积注意力机制的U型深度成像方法——MAT-UNet,将卷积块注意力模块(CBAM)与U-Net结构相结合,在特征提取与融合过程中嵌入卷积块注意力模块,以增强模型的注意力定向和特征表征能力,同时跳跃连接引入了压缩-激励(SE)注意力机制与视觉Transformer(ViT)来优化全局特征的学习,使用多头交叉注意力模块(MHCA)实现编码器与解码器的多尺度信息融合。MAT-UNet通过大量的仿真数据训练获得最优模型参数,并在多样化复杂形状和肺部仿真模型进行了实验验证。定量评估指标表明,该方法在重建图像中的均方根误差(RMSE)结果为2.3156,结构相似性指数(SSIM)结果为0.9437,可视化结果与真实分布和边界具有很好的一致性。实验结果表明,本文提出的MAT-UNet模型展现出良好的鲁棒性和泛化能力,相较于传统的单一卷积结构,集成Transformer结构提供了更精准的EIT图像重建效果,在无损测量与检测应用中存在很大的潜力和价值。 展开更多
关键词 电阻抗层析成像 卷积注意力机制 SE-ViT连接 多头交叉注意力模块 U型卷积网络 无损测量
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电阻抗断层成像技术的心肺信号降维集合经验模态分解方法研究
17
作者 李坤 李蔚琛 +4 位作者 郭奕彤 王伟策 王煜 闫孝姮 史学涛 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期539-549,共11页
心脏射血与肺通气活动信息的实时获取具有重要临床意义。本研究提出了一种基于胸部电阻抗断层成像(EIT)的心肺信号降维集合经验模态分解方法,以同时分离胸部EIT数据中的心脏射血和肺通气活动信号。招募9名志愿者进行了EIT胸部数据采集... 心脏射血与肺通气活动信息的实时获取具有重要临床意义。本研究提出了一种基于胸部电阻抗断层成像(EIT)的心肺信号降维集合经验模态分解方法,以同时分离胸部EIT数据中的心脏射血和肺通气活动信号。招募9名志愿者进行了EIT胸部数据采集。首先,根据屏息状态下胸部EIT数据中心脏活动信号的强弱对测量通道分类;随后,使用集合经验模态分解方法对自主呼吸状态下的EIT数据进行分解,并根据频谱特性对分解出的各分量归类,以得到肺通气EIT信号;然后,结合带通滤波方法,同时依据前述通道分类对心脏活动信号降维,得到心脏活动EIT信号;最后,重构得到通气相和心搏相EIT图像序列。结果表明,该方法可在通气相图像的肺区能够获得最高的肺通气功率谱峰(52.71±1.39)dB,在心搏相图像的心脏区域能够获得最高的心脏活动功率谱峰(43.05±3.26)dB,表明保留的通气信息和心脏活动信息非常丰富,同时在通气相图像心脏区域获得了最低心脏活动相关功率谱峰(10.02±2.65)dB,表明心脏活动的抑制效果更佳,相较于参考方法均有显著性差异(P<0.05)。研究表明,该方法可以有效分离肺通气与心脏活动相关信号,分别保留各自活动信息并抑制心脏对肺区成像的影响,同时实现对干扰信号的有效抑制,为临床上提供更加准确的治疗策略指导奠定基础。 展开更多
关键词 电阻抗断层成像 集合经验模态分解 心脏活动相关信号 肺通气
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基于全连接神经网络的颅脑电阻抗成像参考电压预测方法 被引量：3
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作者 施艳艳 李玉珠 +2 位作者 王萌 郑硕 付峰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期4317-4327,共11页
电阻抗层析成像(EIT)作为一种新兴可视化技术,可通过电导率分布变化的重建图像获得人体组织病理变化信息,为疾病检测提供了一种选择。在基于EIT的颅脑疾病检测中,为了准确获取差分成像图像重建所需的参考电压,提出一种基于全连接神经网... 电阻抗层析成像(EIT)作为一种新兴可视化技术,可通过电导率分布变化的重建图像获得人体组织病理变化信息,为疾病检测提供了一种选择。在基于EIT的颅脑疾病检测中,为了准确获取差分成像图像重建所需的参考电压,提出一种基于全连接神经网络(FCNN)的参考电压预测方法。通过研究所提方法在不同信噪比情况下的图像重建性能,验证所提方法对参考电压预测的准确性和泛化能力。此外,还研究了头皮、颅骨和脑组织电导率分别发生变化时所提方法的有效性,并通过计算模糊半径和相关系数对图像重建质量进行了定量评价。结果表明,所提方法在一定电导率范围内和不同噪声水平下能够有效预测参考电压。 展开更多
关键词 电阻抗成像 图像重建 参考电压 神经网络
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电阻抗断层成像技术用于呼气末正压滴定的研究进展 被引量：3
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作者 马效禹 范得慧 王威威 《临床麻醉学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期185-189,共5页
适当的呼气末正压(PEEP)是保护性肺通气策略的重要组成部分,PEEP可以保持肺泡开放,减少肺萎陷伤。尽管个体化PEEP已被越来越多的临床医师认可,但最佳的PEEP滴定方法尚存争议。电阻抗断层成像(EIT)是一种无创、无辐射的成像技术,可在床... 适当的呼气末正压(PEEP)是保护性肺通气策略的重要组成部分,PEEP可以保持肺泡开放,减少肺萎陷伤。尽管个体化PEEP已被越来越多的临床医师认可,但最佳的PEEP滴定方法尚存争议。电阻抗断层成像(EIT)是一种无创、无辐射的成像技术,可在床边实时动态评估肺功能,将肺通气过程中的阻抗变化以动态图像呈现,能够反映PEEP调整前后肺内通气及气体分布变化,因此,EIT可用于滴定个体化PEEP。本文简要概括EIT的基本原理及监测指标,阐述临床应用EIT指导下的PEEP(PEEP_(EIT))滴定方法,旨在加强对EIT的优点和局限性的理解,为优化个体化PEEP的设置提供参考。 展开更多
关键词 呼气末正压 电阻抗断层成像 机械通气 急性呼吸窘迫综合征
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电阻抗乳腺检测数据采集方法与模块开发
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作者 吴镜宇 何杰 +3 位作者 朱程君 郑明洁 刘凯 姚佳烽 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第6期86-90,共5页
乳腺癌普筛工作具有重要意义。提出了一种面向乳腺检测的数据采集方法与功能模块.以解决现有乳腺癌早筛不便的问题。首先,设计了锥形传感器.采用双层电极结构场域激发更充分更适用于乳腺检测;然后采用高稳定裕度的双反馈电流源与可变激... 乳腺癌普筛工作具有重要意义。提出了一种面向乳腺检测的数据采集方法与功能模块.以解决现有乳腺癌早筛不便的问题。首先,设计了锥形传感器.采用双层电极结构场域激发更充分更适用于乳腺检测;然后采用高稳定裕度的双反馈电流源与可变激励模式的高速多路复用模块.以获得更准确的电学信息;接着,通过标定板进行性能验证,表明通道一致性较好,平均信噪比在50 dB左右;最后,进行了实验测试得到本文方法在图像相关系数不低于0.7的前提下可检测的目标面积比为18.2%~36.4%,不同位置的目标物均可检测。 展开更多
关键词 乳腺癌检测 便携式 电阻抗成像 数据采集
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