基于粒子群算法的开放式电阻抗图像重构算法研究

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基于粒子群算法的开放式电阻抗图像重构算法研究

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毕业论文范文题目：基于粒子群算法的开放式电阻抗图像重构算法研究，论文范文关键词：基于粒子群算法的开放式电阻抗图像重构算法研究
基于粒子群算法的开放式电阻抗图像重构算法研究毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：电阻抗成像技术(ElectricalImpedanceTomography,EIT)是当今生物医学工程学重大研究课题之一,它是继形态、结构成像之后,于最近几十年才出现的新一代无损伤成像技术。电阻抗成像技术通过放置于人体体表的电极阵列,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,它不但能够反映解剖学结构,还能给出功能性图像结果,这是X-CT、核磁共振等其它成像技术难以实现的。EIT技术不使用核素或射线,对人体无创、无电离辐射损伤,可以多次测量、重复使用。其设备成本低廉,不要求特殊的工作环境,便于（略..）大规模推广。这些特点使得EIT成为一种具有诱人应用前景的新兴医学成像技术,受到当前生物医学工程学界的广泛关注。本论文在分析封闭式电阻抗成像(CEIT)局限性的基础上,采用开放式电阻抗成像(OEIT)的模型并以此为研究对象,阐述了其基本原理、对其进行了建模和场域分析,比较了三种电极激励模式,最终选取背电极模式作为激励模式,并采用全电极模型和改进的有限元剖分模型进行求解。在分析国内外成像方法的基础上,提出了一种基于改进粒子群优化算法(PSO)的电阻抗图像重建算法,并对PSO的初值选取和粒子空间分布做了改进以适应EI（文章此处忽略..）T逆问题求解,同时进行了各种仿真验证。为了进一步验证算法的性能,对封闭式场域也做了大量的仿真研究。建立并完善了开放式电阻抗成像系统的软件平台。本文的主要工作如下:(1)分析了封闭式电阻抗成像在临床应用中存在的问题和不足,并在此基础上采用开放式电阻抗成像的思想和方法,其适应性好、操作简单、电极定位准确且抗干扰能力强等优点更适合临床应用。分析了OEIT的场域模型、电极模型及激励模式,比较各种性能之后选取全电极模型和背电极激励模式求解。在有限元的剖分模型中,对电极附近的浅层区域细分而对远离电极的部分粗剖分,在提（本文此处忽略..）高成像精度的同时,也在一定程度上控制了计算量。(2)在EIT逆问题的分析中,首先指出了逆问题的研究意义和难点,并对其病态性进行详细分析。对现有的图像重构算法做了简要的介绍,重点放在静态重构算法上,指出了这些静态算法所存在的问题。(3)在电阻抗成像重构技术研究中,在分析现有的成像算法的基础上,给出了EIT逆问题的数学优化模型,并提出了基于粒子群优化算法(PSO)的静态电阻抗图像重构算法,为了提高PSO算法搜索全局最优解的能力,采用NOSER的结果进行初始化,同时为了解决高维搜索而导致的计算量大、收敛速度较慢的问题,对（文章此处忽略..）粒子按照空间和电导率值的分布进行分类,以提高算法的性能,并通过仿真结果对改进前后的性能做了对比。为了进一步验证PSO-EIT的性能,在封闭式场域也做了大量的仿真实验,并对其抗噪性做了分析。(4)建立并完善了开放式电阻抗成像系统的软件平台,可实现有限元模型显示、串口通信、采集电压数据、正、逆问题计算、数据和图形输出等功能。最后对论文的研究工作进行了总结,给出了所完成的主要研究工作及取得的成果,指出了目前存在的问题,提出了一些不足之处及对本课题今后的研究展望。

以上为本篇毕业论文范文基于粒子群算法的开放式电阻抗图像重构算法研究的介绍部分。

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