Electrical Impedance Tomography: Regularization Methods and Inequality Constraints For Image Quality

تاريخ النشر

2008

نوع المقالة

رسالة ماجستير

عنوان الرسالة

كلية الهندسة - جامغة طرابلس

المؤلفـ(ون)

زينب احمد العزابى

ملخص

التصوير الطبقي ذو المعاوقة الكهربائية (EIT) هو تقنية تسمح بإعادة بناء صور المقطع العرضي المتعلقة بالمعاوقة الكهربائية من خلال مجموعات مقاسه من سطحها، الدافع الرئيسي من تطوير التصوير الطبقي ذي المعاوقة الكهربائية(EIT)هواحتمالية تطبيقه في مجالات التصوير الطبية، وكما هو معروف فأن النسيج الحيوي له مدي معاوقة كهربائية واسع والعديد من الأحداث الفسيولوجية محسوبة بتغيرات المعاوقة الكهربائية، و موصلية نسيج جسم الإنسان فيها اختلافات كبيرة، لذا يجب أن تعطي صور الموصلية مقارنة عالية بين الأنسجة الناعمة. وتعتمد تقنية التصوير الطبقي ذي المعاوقة الكهربائية على إعادة بناء توزيع الموصلية في جسم الإنسان، وذلك من خلال القياسات الخارجية التي يتم قياسها عند تمرير التيار خلال المجسات الموجودة على الجسم والتيار المار، والجهد المقاس يعتمد على الموصلية المراد إيجادها، وتهدف كل خوارزمياتِ وإعادةَ البناء إلي تَقليل الأخطاءِ، والحصول على صور ممتازةِ. إعادة بناء الموصلية في التصوير الطبقي ذي المعاوقة الكهربائية (EIT) تعتبر مشكلة، وبشكل عملي تحل هده المشكلة ببعض طرق التنظيم أو الفرضيات المطبقة لتحسين نوعية الصورة.للحصول على أفضل بناء صورة ممكنه للتصوير الطبقي ذي المعاوقة الكهربائية تم في هذا العمل إجراء مقارنة بين العديد من طرق التنظيم وكانت معتمدة على تعديل النسبة بين أكبر وأصغر القيم الصغيرة والقريبة للصفر داخل مصفوفة الحساسية وتم تطبيق ذلك في طريقة جديدة.كما تم في هذا العمل أيضاً تطوير طريقة جديدة تتعلق بالتصوير الطبقي ذي المعاوقة الكهربائية وتسجيل الصورة و تم الحصول على المعلومات الكاملة في الصورة الجديدة.

Abstract

Electrical Impedance Tomography (EIT) is a technique which allowscross-section images related to the local electrical impedance within an object to be reconstructed from sets of measurements made on its surface. The main drive behind the development of Electrical Impedance Tomography (EIT) has been its possible application in medical imaging, as biological tissues are known to exhibit a wide range of electrical impedances and many physiological events are computed by electrical impedance changes. The conductivity of the human tissue has large variations so images of the conductivity distribution should give high contrast of soft tissues. In electrical impedance tomography (EIT) the conductivity distribution is reconstructed from measured boundary potential when current sources are applied to the boundary of the object. Both internal current paths and potential distribution depend on the unknown conductivity distribution. All considerations of the reconstruction algorithms aim to minimize the errors, and to obtain quality images.Reconstruction of the conductivity distribution in electrical impedance tomography (EIT) is an un-determined and ill-posed problem. Typically requiring simplifying assumption or regularization methods to improve image quality.To improve the system’s conditioning and to determine the best image reconstruction in electrical impedance tomography (EIT) several regularization methods in this work are compared, and based on modification of the ratio between the largest and the smallest non-zero singular value of the sensitivity matrix, a new method has been developed.Also in this work a new method concerning electrical impedance tomography image registration has been developed and the full information contained in the new image can be obtained.