胃动力异常是胃肠疾病的最重要源头之一,但是由于人们关于胃动力异常的病理生理机制的认识还不够深入,并且缺少可以全面反映胃动力功能的检测方法,目前有关胃肠疾病的预防、治疗不太尽如人意。本文依据人体组织的功能性变化要先于器质性病变的特征,采用一种能用于疾病早期检测的电阻抗成像技术(Electrical Impedance Tomography,EIT),利用该技术对胃动力进行功能性研究,提取胃动力的电学特性。主要工作内容如下:1.结合边界条件建立EIT正问题的数学模型。根据胃器官和腹腔的解剖学特性,建立人体上腹腔的有限元剖分模型。构建三层电极模型,并建立三种电极激励模型:同层相邻电极激励模型、同层相对电极激励模型、跨层上下电极激励模型,分析研究三种电极激励模型得到的数据结果,提出两种评价参数:边界测量电压敏感性d、边界测量电压动态范围U。利用Comsol Multiphysics软件平台进行仿真,对仿真结果进行分析可以知道:同层电极激励模型的边界测量电压的敏感性和稳定性性能更好,而且在区分胃内容物的效果上同层电极模型比跨层电极激励模型更好;两种同层电极激励模型的结果表示,在评价敏感性方面,相邻激励模型更好,而在测量电压动态范围的评价结果表示相对激励模型的结果值更小,而边界电压动态范围越小,模型的成像质量越好。在不同胃内容物的情况下,相对电极激励模型的参数值差别最大。2.介绍了开放式电极模型,用于与三层封闭式电极模型进行对比,通过对比发现,开放式电极模型的测量电压敏感性更高,但是对于不同电导率的区分能力比较差,而且电压动态范围比较大,相对于封闭式三层电极模型稳定性不足。故综合考虑,封闭式三层电极模型结合相对电极激励模型的方式更符合图像重建的要求。3.采用共轭梯度算法对胃动力阻抗成像进行图像重建。文中对等势线反投影类算法、最速下降算法以及Newton-Raphson算法进行了分析对比,提出适用于本研究图像重建的共轭梯度法。阐述了共轭梯度法的原理及其收敛性证明,得到了10次的最佳收敛次数。利用MATLAB软件进行图像重建计算,首先构建上腹腔模型,利用球体模拟胃器官,改变球体大小模拟胃排空状态,然后经过算法迭代得到了重建图像,并采用两个参数:结构偏离度函数SSIM(X,Y)、图像相关系数a,对重构图像进行了评价。评价结果:采用相对电极激励模型进行计算得到的重建图像的a值与SSIM(X,Y)值都最大,证明相对电极激励模型的成像质量最好。通过正问题及逆问题的研究证明EIT技术能用于胃动力功能成像的检测,明确了同层电极激励模型在胃动力研究中的优势和共轭梯度算法在逆问题求解中应用的可行性。