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目前,对于肠癌的现有诊断具有较大的主观性,对于肠壁浸润深度与病灶扩散边界的划分不能够进行准确判定,本文依据其功能性变化要先于器质性病变的特征,提出一种能用于疾病早期检测的电阻抗成像技术(Electrical Impedance Tomography,EIT),利用该技术对环形组织(如食道组织、肠道组织等)进行研究,提取疾病的电学特性。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。根据环形组织的特殊几何形状以及电力线走向,建立环形有限元剖分,并在其基础上再次进行三角单元剖分。分析了4种剖分密度对边界电压产生的影响,选取合适的仿真研究模型,节省计算时间,并获得较好的结果。建立3种EIT正问题的成像模型并进行仿真,最后用物理实验验证了正问题的正确性。针对直肠常见的3种疾病建立了与其相对立的模型并进行仿真,分别获得边界电压,验证模型的可行性。(2)用Agilent4294A精密阻抗分析仪测量离体动物环形组织在不同频率下的阻值,得到最佳电流激励频率的范围为3kHz-400kHz。制作了电导率为0.2S/m的琼脂模型1,用以模拟正常的环形组织;加盐加墨处(异物处)的电导率为10S/m,用以模拟病变组织的琼脂模型2。选取频率范围中的100kHz作为激励,用多通道电阻抗测试仪测得2个琼脂模型在同一位置处的电压大小,得到其电压差0.29V,且电压差异可以通过算法重构出来,说明环形组织的EIT正问题模型设置正确。(3)共轭梯度法用于环形组织EIT逆问题中的图像重建。分析了等势线反投影类算法、最速下降法以及Landweber迭代算法,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。并分别用共轭梯度法、等势线反投影算法及Landweber迭代法进行了图像重建,用参数图像相关系数r、结构偏离度函数SSIM(X,Y)对重构图像进行了评价。得到结果:采用共轭梯度法重建图像的r值与SSIM(X,Y)值都最大,证明它的成像质量最好。通过正问题及逆问题的研究证明EIT技术能用于早期疾病的检测。