颅脑损伤类疾病是一种发病快、致死率高的疾病。临床上常用CT、MRI等生物医学传统成像技术鉴定颅脑损伤,但传统技术存在辐射性、设备庞大、费用高、不方便检测等缺点。电阻抗断层成像（Electrical Impedance Tomography,EIT）技术利用不同生物组织的不同频率响应,通过施加一定激励测量体表电势来反求内部电势分布。EIT是一种无创的、快速的新型医学成像技术,在脑部损伤的快速检测方面具有良好应用前景。针对颅脑数据采集过程中,现有硬件平台的电极接口存在的电极引线过长,导致电极引线的分布电容对激励源产生分流的不利影响,通过加入屏蔽驱动电路,减小电极引线的分流效应,提高了硬件系统的激励源稳定性。硬件平台的电极在与脑部连接检测的过程中,极容易因为电极脱落造成数据测量错误,而且当测量边界模型不准确的时候,会导致建立的模型与真实边界不能较好对应,使成像过程产生伪影,甚至成像失败。为了解决上述问题,本文设计一种半球形的边界轮廓检测装置,通过半球形装置,将电极固定于生物体表皮,通过建立坐标系,计算得到更为准确的边界轮廓。结构设计后的验证结果表明:设计的装置能较好固定电极片,且边界测量误差值较小。图像重建正问题中,将装置测量的圆形场域进行剖分,用于求解正问题的电导率分布。针对脑部难以获得损伤前一帧数据,导致差分成像的不适用,选用牛顿拉弗逊算法进行图像重构,牛顿拉弗逊算法可有效求得单帧数据的成像。牛顿拉弗逊算法迭代的过程中,Hessian矩阵病态性严重,导致算法逆问题求解过程不稳定,因此加入正则化项对矩阵进行约束,降低病态性。研究基于L1范数的原始对偶内点法和L2范数的Tikhonov、NOSER和Laplace正则化对目标函数的改善,使解具有唯一性。通过建立具有头皮,颅骨和脑实质三层结构的脑部仿真模型,验证静态牛顿拉夫逊中加入L1范数和L2范数的正则化项的有效性,并进行单目标和双目标的仿真实验。结果表明,重构算法具有良好效果,单目标成像有0.6558～0.6990的图像相关性,双目标成像有0.5662～0.6072的图像相关性。最后结合硬件系统和结构设计,进行了人体实验数据测量。