專利名稱：一種電阻抗成像的稀疏重建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電阻抗成像技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電阻抗成像的稀疏重建方法。
背景技術(shù)：
電阻抗斷層成像技術(shù)是一種新型醫(yī)學成像技術(shù)，該技術(shù)基于不同的生物組織具有不同的電阻率特性、病理生理功能的改變也會顯著改變組織電阻抗特性這一特點，通過在人體目標區(qū)域貼放一圈體表電極，并通過這些電極向體內(nèi)注入弱的、對人體完全無創(chuàng)的交流電流，再測量各電極上的響應(yīng)電壓信號，最后經(jīng)特定的圖像重構(gòu)算法實現(xiàn)某一截面或區(qū)域內(nèi)組織電阻抗特性的二維或三維分布狀況的成像。由于該技術(shù)對人體無創(chuàng)無害，且相對現(xiàn)有成像設(shè)備而言，該技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、設(shè)備便攜、成像速度快、系統(tǒng)造價低等優(yōu)點，能夠滿足長時間、動態(tài)觀察病變部位的演變過程的特殊需求，因而有望彌補現(xiàn)有醫(yī)學成像技術(shù)的不足，是當前相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點。但在實際應(yīng)用中，由于測量模式的限制，即人體被測者體表只能設(shè)置有限數(shù)量的電極，以及測量過程中不可避免的誤差和噪聲引使得圖像存在嚴重偽影。人體內(nèi)部的某些重要電阻抗變化可能無法通過電阻抗圖像得到及時反映，不利于電阻抗成像的臨床推廣和應(yīng)用。因此，為了提高電阻抗圖像的成像質(zhì)量，需要一種能夠?qū)υ肼暡幻舾械某上穹椒ā?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題在于提供一種電阻抗成像的稀疏重建方法，該方法對噪聲不敏感，速度更快，成像質(zhì)量更好。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)

一種電阻抗成像的稀疏重建方法，根據(jù)動態(tài)電阻抗圖像的電導率分布具有稀疏性的特點，在進行電阻抗成像的重構(gòu)時，將重構(gòu)的目標函數(shù)的正則項采用LI范數(shù)，并將非均勻的電導率的稀疏性引入到正則項中，采用凸優(yōu)化問題求解方法計算目標函數(shù)，從而得到重構(gòu)的電阻抗圖像。所述的動態(tài)電阻抗成像問題看做一個線性欠定系統(tǒng)Ax=b，其中A是敏感性矩陣，b是邊界測量電壓值；求解的目標函數(shù)為min||AY-/ |g +K，擬合項采用L2范數(shù)最小二
mmm\\Ax-bf2 ,正則項采用Li范數(shù)I |X2-Xl| I1, A為正則化參數(shù)，目標為動態(tài)電阻抗圖像
的非均勻電導率X = X2-X1,其中X1是前一幀的電導率分布，X2是當前幀的電導率分布，X是差分成像結(jié)果；目標函數(shù)采用凸優(yōu)化問題求解方法計算。所述的入為10e_5 ;在目標函數(shù)求解時，A、b為已知條件。所述目標函數(shù)的求解方法為預校驗共軛梯度法，計算方法如下給定e>0，初始化=丄x=0，u=l=(l，…，I) G Rn;
/I
循環(huán)(1)計算搜索方向(Ax, Au)作為牛頓系統(tǒng)
權(quán)利要求
1.一種電阻抗成像的稀疏重建方法，其特征在于，根據(jù)動態(tài)電阻抗圖像的電導率分布具有稀疏性的特點，在進行電阻抗成像的重構(gòu)時，將重構(gòu)的目標函數(shù)的正則項采用LI范數(shù)，并將非均勻的電導率的稀疏性引入到正則項中，采用凸優(yōu)化問題求解方法計算目標函數(shù)，從而得到重構(gòu)的電阻抗圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的電阻抗成像的稀疏重建方法，其特征在于，所述的動態(tài)電阻抗成像問題看做一個線性欠定系統(tǒng)Ax=b，其中A是敏感性矩陣，b是邊界測量電壓值；求解的目標函數(shù)為min||/l.x:-&| +Ilxll，擬合項采用L2范數(shù)最小二乘min||Jx-，正則項采用LI范數(shù)I !X2-X1I I1, A為正則化參數(shù)，目標為動態(tài)電阻抗圖像的非均勻電導率X = X2-X1,其中X1是前一幀的電導率分布，X2是當前幀的電導率分布，X是差分成像結(jié)果；目標函數(shù)采用凸優(yōu)化問題求解方法計算。
3.如權(quán)利要求2所述的電阻抗成像的稀疏重建方法，其特征在于，所述的\為10e_5。
4.如權(quán)利要求2所述的電阻抗成像的稀疏重建方法，其特征在于，所述目標函數(shù)的求解方法為預校驗共軛梯度法，計算方法如下 給定e >0,初始化
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電阻抗成像的稀疏重建方法，根據(jù)動態(tài)電阻抗圖像的電導率分布具有稀疏性的特點，在進行電阻抗成像的重構(gòu)時，將重構(gòu)的目標函數(shù)的正則項采用L1范數(shù)，并將非均勻的電導率的稀疏性引入到正則項中，采用凸優(yōu)化問題求解方法計算目標函數(shù)，從而得到重構(gòu)的電阻抗成像。本發(fā)明通過采用L1范數(shù)正則項有效抵抗噪聲，將電導率的非均勻性引入正則項中，從而提高電阻抗圖像質(zhì)量和抗噪能力，而且運算速度快。
文檔編號A61B5/053GK103054577SQ201210539678
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者董秀珍, 常甜甜, 付峰, 尤富生, 徐燦華, 代萌 申請人:中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學