Lorentz Force Electrical Impedance Tomography
本文介绍了一种称为洛伦兹力电阻抗断层成像的方法。生物组织的电导率可以通过磁场中的超声处理来测量：磁场内组织的振动通过洛伦兹力感应出电流。由放置在样品周围的电极检测的该电流与超声压力、磁场的强度以及沿着声轴的电导率梯度成比例。通过聚焦在样品内部的不同位置，可以建立电导率梯度图。在这项研究中，实验进行了明胶体模和牛肉样品上，连续放置在300 mT的磁场和超声换能器聚焦在21厘米发射500 kHz的突发声处理。虽然所有界面均不可见，但在本探索性研究中，观察到电导率图像和超声图像之间具有良好的相关性。这种方法提供了一种替代检测病理不可见的标准超声。
2014-02-11 physics.med-ph
Conductivity and Electrode Placement Variability: Evaluating the Cramer-Rao Lower Bound in 2D Electrical Impedance Tomography
本文提出利用Cramer-Rao下界分析二维电阻抗断层成像系统灵敏度，比较标准与受限DtN正向模型，揭示电极配置对FEM单元灵敏度的影响，旨在弥合硬件实现与理论模型间的差距。
2024-05-14 physics.med-ph
Boundary element method and simulated annealing algorithm applied to electrical impedance tomography image reconstruction
物理学在医学科学中，特别是在成像诊断中起着基础性的作用。目前，图像重建技术已经在物理课程中教授，并且对新的潜在应用越来越感兴趣。本文的目的是向学生介绍电阻抗断层成像，一种很有前途的技术在医学成像。我们考虑一个数值例子，其中包括在寻找的位置和大小的非导电区域内的导线。我们回顾了电阻抗断层成像逆问题建模的误差泛函的最小化。为了解决在正问题中出现的边值问题，我们使用边界元法。选择模拟退火算法作为优化方法。数值试验表明，该方法对非导电夹杂的反演是准确的。
2013-02-21 physics.ed-ph physics.med-ph
Applications of Lorentz force in medical acoustics: Lorentz force hydrophone, Lorentz Force Electrical Impedance Tomography, Imaging of shear waves induced by Lorentz force
洛伦兹力将机械位移与电流联系起来的能力在医学声学中引起了强烈的兴趣，本论文研究了三种应用。在第一部分的工作中，水听器被开发用于映射声场的质点速度。这种水听器是用一根细铜线和一个外部磁场构成的。详细阐述了一个模型，以确定声压和测量电流之间的关系，这是由洛伦兹力引起的，当线振动的超声换能器的声场。对样机的空间分辨率、频率响应、灵敏度、鲁棒性和方向性响应进行了表征。本文还研究了一种称为洛伦兹力电阻抗断层成像的成像方法。在该方法中，生物组织在磁场中通过超声振动，这通过洛伦兹力感应电流。组织的电阻抗可以从电流的测量中推导出来。该技术被应用于成像明胶幻影，牛肉样品，和热病变的鸡胸肉样品。这表明该方法可能有助于为常规超声成像提供额外的对比度。最后，本文论证了利用洛伦兹力可以在软组织中产生剪切波。这项工作是通过在置于磁场中的软固体中用两个电极施加电流来进行的。在明胶体模和肝脏样品中观察到剪切波。剪切波的速度被用来计算弹性和它们的源映射样品的电导率。
2014-08-11 physics.med-ph
A High Accuracy and High Sensitivity System Architecture for Electrical Impedance Tomography System
针对电阻抗断层成像片上系统的读出电路，提出了一种高精度、高灵敏度的系统结构。该架构采用了开关比率计量技术。所提出的系统架构通过处理来自读出电极和刺激的信号来最小化设备噪声。量化信号在数字处理单元中进行后处理，以进行适当的信号解调和阻抗比计算。我们提出的架构提高了读出电路的灵敏度，抵消了系统中的增益波动，并克服了运动伪影对测量的影响。
2018-10-02 cs.ET eess.SP physics.med-ph
A reconstruction algorithm of electrical impedance tomography based on one-dimensional convolutional neural network
针对EIT图像质量与空间分辨率不足的问题，本文以GVSPM/H-GVSPM重建电导率为输入，构建1D-CNN并结合Hadamard乘积，提出G-CNN与HG-CNN，显著提升相关系数、消除畸变并减少伪影。
2025-05-15 physics.med-ph
Noise-based Correction for Electrical Impedance Tomography
针对电阻抗断层成像中测量噪声导致图像质量差的问题，提出基于噪声的校正后处理方法，经模拟、物理实验及在体验证，该方法可稳定提升图像质量，推荐采用非相关噪声版本作为通用技术。
2024-03-12 physics.med-ph
Monotonicity-based Electrical Impedance Tomography for Lung Imaging
本文提出了一种基于单调性的时空电导率成像方法，利用电阻抗断层成像（EIT）进行连续区域肺监测。EIT数据（即，边界电流-电压数据）可以利用其不同的周期性质被分解成肺、心和其它部分。对应于肺通气的时间微分电流-电压算子可以被视为半正定或半负定的，这是由于肺区域内的单调电导率变化。我们使用这种单调性约束来提高肺EIT成像的质量。我们测试了所提出的方法在数值模拟，幻影实验和人体实验。
2018-02-05 math.OC physics.med-ph q-bio.QM
Estimation of conductivity changes in a region of interest with electrical impedance tomography
本文提出了一种新的方法来重建电阻抗断层扫描测量的目标电导率的变化。如在常规差分成像中，电导率变化的重建基于在变化之前和之后来自目标的外部边界的电势测量。然而，在本文中，图像的电导率变化之前和之后，同时重建的基础上的两个数据集。该方法的主要特点是，改变后的电导率被参数化为初始状态和变化的线性组合。这允许通过单独的正则化泛函独立地建模背景电导率的空间特性和电导率的变化。该方法还允许以直接的方式将电导率变化限制在域内的局部感兴趣区域。传统的差分成像重建是基于观测模型的全局线性化，而所提出的方法相当于求解一个非线性逆问题。所提出的重建方法的可行性进行了实验测试，并与模拟，这表明了一个潜在的新的医疗应用电阻抗断层成像：在语音加载研究声带成像。
2014-03-26 physics.comp-ph physics.med-ph
Single-shot 3D photoacoustic computed tomography with a densely packed array for transcranial functional imaging
研究开发了一种配备3072通道密集半球形超声换能器阵列的PACT系统，实现20 Hz单次三维成像，成功克服颅骨声衰减与光穿透限制，在组织体模和人类受试者中验证了实时活体经颅功能成像的潜力。
2023-06-26 eess.IV physics.ins-det physics.med-ph
A model of electrical impedance tomography on peripheral nerves for a neural-prosthetic control interface
目的：提出了一个模型，以评估使用电阻抗断层扫描（EIT）与神经袖带记录周围神经的神经活动的可行性。方法：建立建模方法在神经EIT扩展上使用，第一次，在哺乳动物周围神经中丰富的有髓纤维和传输运动命令。主要结果：纤维阻抗模型表明，在无髓纤维的活动，可以筛选出使用100赫兹以上的工作频率。在1 kHz和10 mm电极间距下，估计无活性束内组织的阻抗幅度和神经活动期间的分数变化分别为1，142 Ω.cm和-8.8x10-4（采用横向电流）和328 Ω.cm和-0.30（采用纵向电流）。我们表明，一种新的EIT驱动和测量电极图案，利用纵向电流和纵向差分边界电压测量可以区分活动在不同的三束哺乳动物神经束的伪实验数据合成复制真实的操作条件。重要性：本研究的结果提供了在哺乳动物神经中的神经活动期间束内组织的阻抗的瞬态变化的估计，并且提出了可行的EIT电极图案，这两者都是在神经假体接口的神经袖带中实现EIT的关键步骤。
2017-11-12 physics.med-ph q-bio.NC
Optimisation of Magnetic Field Sensing with Optically Pumped Magnetometers for Magnetic Detection Electrical Impedance Tomography
本研究通过计算建模优化磁探测电阻抗断层成像的光泵磁力计配置，发现单轴垂直测量及小型高灵敏度传感器阵列可获最佳图像质量，为未来OPM设计提供依据。
2024-12-17 physics.atom-ph physics.med-ph
Drive and measurement electrode patterns for electrode impedance tomography (EIT) imaging of neural activity in peripheral nerve
目的：建立周围神经神经活动EIT成像中几种驱动和测量模式的性能，其中涉及神经各向异性长度轴上的大阻抗变化。方法：使用周围神经的有限元（FE）四圆柱壳模型和32通道双环神经袖带比较了八种驱动和测量电极模式。FE模型的中心层包含代表神经活动的阻抗变化，在长度轴上为-0.3，在径向轴上为-8.8 x 10-4。电极图案中的四个产生垂直于各向异性轴延伸的纵向驱动电流。主要结果：横向电流模式比纵向模式产生更高的分辨率，但也更容易受到噪声和误差的影响，并且对中心样品位置的阻抗变化表现出更差的灵敏度。所考虑的四种纵向电流模式中的三种可以重建具有高达0.2 mV噪声和误差的束水平阻抗变化，其对应于归一化信号标准偏差的-5.5和+0.18 dB之间。在所有纵向电流模式中减小两个电极环之间的间距减小了样品的所有深度位置上的信号误差比。重要性：以各向异性长度轴上的大阻抗变化为目标的电极图案可以提供针对噪声和误差的改进的鲁棒性，这是朝向外周神经中的神经活动的实时EIT成像的关键步骤。
2018-04-17 physics.med-ph q-bio.NC
Hybrid tomography for conductivity imaging
混合成像技术利用物理模态的耦合-它们被称为混合，因为通常激励和测量量属于不同的模态。最近有一个巨大的研究兴趣，在这方面，因为这些方法承诺非常高的分辨率。本文综述了\emph{electrical conductivity}成像的混合层析成像方法。所审查的成像方法利用电、磁和超声模态之间的耦合。由此，可以执行高分辨率电阻抗成像并克服电阻抗断层摄影的低分辨率问题。
2012-03-20 math-ph math.MP physics.med-ph
Reconstruction of Electrical Impedance Tomography Using Fish School Search, Non-Blind Search, and Genetic Algorithm
电阻抗断层成像（EIT）是一种不使用电离辐射的非侵入性成像技术，在环境科学和健康领域都有应用。图像重建是通过求解一个反问题和不适定的。进化计算和群体智能已经成为求解反问题的方法之源。鱼群搜索是一种基于鱼群动态的搜索和优化方法。本文提出了一种基于频率选择支持和非盲搜索的EIT图像重建方法。该方法进行了评估，使用数值幻影组成的电导率图像与主题的中心，中心和边缘之间的圆形截面的边缘上，与网格的415个有限元。作者对每种配置进行了20次模拟。结果表明，FSS和FSS-NBS都能够比遗传算法更快地收敛。
2017-12-03 cs.NE eess.IV physics.med-ph
Characterization of Electrical Impedance Tomography System
本文通过实验建立了影响电阻抗断层成像系统性能的六个硬件设计变量之间的相互关系，并给出预测方程，使最坏情况下误差可控制在10%以内，其中时间对恢复过程影响最为显著。
2023-04-14 physics.flu-dyn physics.ins-det physics.med-ph
Machine Learning-based Signal Quality Assessment for Cardiac Volume Monitoring in Electrical Impedance Tomography
Kyung Hee University（庆熙大学）
由于胸部电阻抗断层成像的最新进展，可以通过监视与每搏输出量和心输出量相关联的心脏体积信号来无创地和连续地实时估计患者的血液动力学功能。然而，在临床应用中，心脏体积信号通常质量低，这主要是因为患者在临床干预期间的故意移动或不可避免的运动。本研究旨在开发一种信号质量指数方法，评估运动伪影对瞬态心脏容积信号的影响。在每个心动周期上进行评估，以利用心脏容积变化的周期性和规律性。使用同步心电图系统确定时间间期。我们采用不同的机器学习方法，可以分为判别模型和流形学习方法。机器学习的使用可能适用于我们的实时监控应用，这些应用需要快速推理和自动化以及高精度。在临床环境中，所提出的方法可以用于提供即时警告，使得临床医生可以最小化关于患者状况的混淆，减少临床资源利用，并且提高监测系统的置信水平。使用实际EIT数据进行的大量实验验证了通过机器学习实时准确、自动评估因运动伪影而退化的心脏容积信号的能力。最佳模型的准确度为0.95，阳性和阴性预测值为0.96和0.86，灵敏度为0.98，特异性为0.77，AUC为0.96。
2023-01-04 cs.LG eess.SP physics.med-ph
Electrical Impedance Tomography Based Closed-loop Tumor Treating Fields in Dynamic Lung Tumors
针对传统肺肿瘤肿瘤治疗电场（TTFields）受呼吸运动影响的问题，提出结合电阻抗断层成像（EIT）的闭环TTFields策略，经肺运动模型理论分析验证，该方法可在相同剂量下使肿瘤部位获得更高且稳定的电场强度，提升肺肿瘤治疗效果。
2024-07-10 cs.SY eess.SY physics.med-ph
