基于核磁共振技术的生物阻抗成像研究进展

我们对最新发展的阻抗成像方法——核磁共振电阻抗成像(Magnetic resonance electrical impedance tomography,MREIT)技术进行了综述,简要介绍了CT(Computerized tomography,CT)和MRI(Magnetic resonanceimaging,MRI)成像技术的基本原理,详述了MREIT技术基本理论和目前MREIT算法的发展状况,并就MREIT的发展前景及目前存在的问题进行了分析。

头部组织三维核磁共振电阻抗成像算法的仿真研究

文章给出了一种基于核磁共振技术的三维阻抗成像(电导率分布)重构算法,并将该方法应用于人体头部组织电导率分布重构上。该代数重构方法是利用高分辨率的核磁共振成像系统对成像物体进行三维构建和不同组织的边界区分,根据核磁共振系统中测量得到的磁感应强度Bz和By分量并结合有限元数值计算得到的电流密度分布J组成非线性矩阵,通过迭代求解此非线性矩阵,来解决三维电导率分布的重构问题。在三层球头模型(包括头皮、颅骨和大脑)上分别进行的仿真实验结果表明,该算法具有较强的抗噪声能力和较好的收敛性,重构的头部电导率分布图像具有较高的精确性。

基于径向基函数神经网络的两步核磁共振头部组织电阻抗成像算法

目的基于径向基函数(radial basic function,RBF)神经网络的两步核磁共振电阻抗成像(mag-netic resonance electrical impedance tomography,MREIT)算法,对人体头部进行MREIT。方法首先利用高分辨率的核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)系统对成像物体进行三维构建和不同组织的边界区分;然后利用RBF MREIT方法对物体内不同组织的均匀电阻抗分布进行估计,并采用基于径向基函数-遗传算法的MREIT技术对每种组织有限元模型中每个单元的电阻抗值进行估计。结果在三层球头模型(scalp skull brain,SSB)上进行的仿真实验证明了利用两步MREIT算法进行头部组织三维电阻抗图像重构的合理性与可行性。结论该两步MREIT算法可以用于头部组织三维电阻抗图像重构,具有潜在的应用价值。

头部异物两步核磁共振电阻抗成像仿真研究

在三层球和真实形状头模型(包括头皮、颅骨和大脑)上,采用基于径向基函数(RBF)神经网络的两步核磁共振电阻抗成像(MREIT)算法,对颅内病变组织阻抗成像进行了仿真研究.使用高分辨率的核磁共振成像系统对人体头部进行三维构建和不同组织边界区分,利用两步基于径向基函数神经网络的MREIT算法分别对颅内病变组织均匀阻抗和非均匀阻抗(每个单元的电阻抗值)分布进行估计.该两步MREIT算法适用于人体头部复杂组织结构的阻抗成像,仿真实验表明,采用MREIT技术对颅内占位性病变组织(血肿或脑瘤)的阻抗成像过程简单,重构的阻抗图像具有较高的精确性,算法具有一定的抗噪性能.

基于扩散张量成像技术的大脑组织核磁共振电导率重构的仿真研究

将核磁共振电阻抗成像(MREIT)技术应用于人体头部大脑组织电导率重构上。采用基于径向基函数(RBF)神经网络的均质电导率重构MREIT算法,对建立在扩散张量核磁共振成像(DT-MRI)数据基础上的白质组织各向异性电导率和各向同性的灰质、脑脊液目标电导率进行重构。在五层真实形状头模型(包括头皮、颅骨、脑脊液、灰质和白质组织)上进行的仿真实验结果表明,该算法具有一定的抗噪声能力,重构的头部电导率分布图像具有较高的精确性。研究证明了MREIT技术用于头部复杂组织结构电导率重构上的合理性与可行性,在无创头部组织电导率检测领域具有潜在的应用价值。

基于头部组织不同电导率特性的阻抗成像正问题仿真研究

目的通过建立5层有限元真实头模型，研究了各层组织非均质和颅骨、脑白质各向异性电特性对电阻抗成像问题中电磁场分布的影响。方法对头部各组织建立4种电导率分布模型：均质分布、非均质分布以及颅骨和脑白质各向异性电导率模型；通过正问题数值求解得到不同模型下的磁场分布和电场分布，并通过定量的统计分析研究非均质和各向异性电导率特性对电磁场分布的影响。结果表明电磁场分布对头部组织非均质和各向异性电导率分布是敏感的。结论此研究为基于核磁共振电阻抗成像技术对头部组织各向异性和非均质电导率进行重构奠定了一定的理论研究基础。