电阻层析成像(Electrical Resistance Tomography, ERT)技术是基于电路原理、电工新技术、医学、生物学等学科交叉的一种新型层析成像技术。具有非侵入、多点测量、无辐射、在线测量、结构简单、成本低、响应速度快等优点。电阻层析成像给出的是预报性的信息,有助于早期诊断并且诊断过程不会对病人造成辐射和损伤。近年来,电阻层析成像已开始应用于医学领域。是目前研究的热点之一。本文以985项目二期工程项目为背景,对电阻层析成像技术进行了系统研究。在正问题研究工作中,深入分析了电极组结构和电流注入模式对电阻层析成像质量的影响,综合考虑成像速度以及重建图像的质量,选择了32电极作为最终电极数目,电流注入模式选择了邻近注入模式,这种电流注入模式的成像效果最佳。系统研究了有限元剖分方法,针对经典的有限元剖分方法比较粗糙问题,改进了有限元剖分方法,在原三角剖分的基础上,进一步细划了有限元单元。实验结果表明,该剖分方法的成像效果更佳。深入分析了当场域内部电导率的分布发生改变时,如目标区域增加、位置发生偏移等,它对场域边界电压的影响、边界电压的变化规律、边界电压的变化对场域内部电导率分布的影响等问题。得出了场域内区域电导率变化对边界电压影响的规律。在电阻层析成像逆问题研究中,提出了基于模式转换(Pattern Transition, PT)优化算法的电阻层析成像方法。将PT算法应用于电阻层析成像图像重建过程的优化,对牛顿法和PT优化算法进行了比较,实验结果表明应用本文算法所得到的对应电导率分布的图像重建结果性能更佳,改善了成像质量。在Matlab7.01环境下,开发了电阻层析成像仿真实验平台,实现了改进的剖分方法和基于PT优化算法的电阻层析成像方法。对正问题中的电极组结构和电流注入模式选择、有限元剖分方法、场域分析,逆问题中的图像重建等问题做了大量的实验,实验结果表明了本文方法的有效性和优越性。