电阻抗层析成像(Electrical Impedance Tomography,EIT)技术是一种基于电学参数测量的层析成像技术,具有非侵入、低成本、实时成像等优势。根据其测量特点,在医学领域电阻抗层析成像可应用于医疗监护、人体器官病变的辅助诊断等场景。目前,EIT并未达到医学成像的要求,尚需在成像算法与检测系统等方面进行改善。在研究过程中,实验阶段是必不可少的,然而在算法和检测系统设计初期,不能直接将人体作为实验目标,需要使用与人体结构相近的实验模型进行实验,因此实验模型的构建是实验阶段中重要的一环。为了模拟真实环境,实验模型需具备与实际人体相同的器官外形结构和电学特性。同时为保证实验可重复进行,模型状态需保持稳定。然而,现有的实验模型难以同时满足上述要求。针对这一问题,本研究基于人体胸腔内各组织器官的电学特性,设计并制作了与真实人体电学特性相似的肺部模型,并在实验中验证了模型的准确性。本文的主要工作有:1.分析肺部组织的病变机理与各类肺部病变组织的电导率变化,确定人体电学病理模型的电导率特征,为人体肺部的电学特性模拟提供参考。2.分析并总结常用EIT模型中使用材料的优缺点,确定采用不导电热熔塑料与导电热熔塑料混合的方式制备模型材料,相应的选择了3D打印技术构建模型。该材料所制模型具有可塑性强、参数稳定等优势。3.搭建针对聚乳酸(Polylactic Acid,PLA)材料与导电聚乳酸材料的切粒混合系统,并制作出具有不同电导率的混合材料。拟合材料混合比例与电阻率之间的关系,确定所需电导率对应的材料混合比例。通过制丝、建模、3D打印和拼合等过程,实现了健康状态与肺癌状态下的人体肺部电学模型构建。4.提出自适应空场计算方法,根据实际测量场的测量值计算空场的测量值,解决了在空场不易测量情况下的空场计算问题。5.对所制人体肺部电学模型进行实测实验,其成像结果与仿真结果较为一致,验证了本研究所制模型的准确性。最后,对该研究做出总结,为课题组的进一步研究提出建议。