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EIT系统分辨率和信噪比对图像重建的影响被引量：2: 2015年; 目的实用化电阻抗断层成像（EIT）系统的测量分辨率（MR）和信噪比（sNR）等性能通常与EIT方法学研究中的理想仿真条件相差甚远。针对MR和SNR对EIT成像的影响开展仿真研究。方法基于对理想仿真条件下相邻激励一相邻测量的边界电压测量数据，分别模拟MR为0．1mv和0．01mV时，SNR分别为40-80dB的实用化EIT系统和无噪声系统，采用Tikhonov．Noser组合正则化算法对不同位置目标A、B、C成像，引入图像重建误差（ER）函数和图像结构相似度（SSIM）函数定量评价成像结果。结果在本研究条件下，MR为0．01mV时可成像的实用化EIT系统SNR至少要40～50dB。对目标A、B、C的高质量成像SNR分别需要达到80、70、60dB。MR为0．1mv时系统SNR分别要达到60、50、40dB方可对A、B、C成像，且提高SNR对成像质量的改善不如MR为0．01mV时明显。结论盲目追求更高的SNR除了增加系统构建难度，对系统整体性能和成像质量改善的意义将不明显。建议对MR为0．01mV和0．1mV的系统，与之相匹配的系统SNR应分别选择为50～60dB和60～70dB。; 邓娟王妍赵舒王磊王宏沙洪; 关键词：电阻抗断层成像信噪比

三维电阻抗断层成像仿真研究及图像重建质量评价被引量：4: 2013年; 三维电阻抗断层成像(3D-EIT)近年来已成为EIT领域的重要研究分支,研究三维场域中不同位置单目标和多目标的成像、成像效果定量评价方法十分必要。通过有限元法将3D-EIT场域离散为正方体单元,对位于场域中心、中间、靠近场域边缘的单目标,以及近场域边缘的两个和四个目标模型,采用Tikhonov-Noser算法仿真成像,引入图像误差函数ER和结构相似度函数SSIM评价成像质量。结果显示:当单个目标由场域中心向边缘移动时,ER逐渐增大,SSIM逐渐减小,成像质量下降;近场域边缘多目标成像中,ER和SSIM随目标个数增加分别增大和减小,成像质量下降。Tikhonov-Noser是较为有效的3D-EIT成像算法。ER和SSIM适合3D-EIT图像特征,可从成像误差和图像结构质量这两个不同的角度定量评价成像结果。; 邓娟魏庆国沙洪赵舒王妍任超世李福生; 关键词：仿真

信噪比对不同EIT图像重建算法的影响研究及评价被引量：5: 2012年; 探索不同位置单目标和多目标电阻抗断层成像(EIT)中,信噪比对不同EIT图像重建算法应用效果的影响。针对16电极系统,通过仿真获取EIT场域理想边界电压作为理想EIT系统的采集信号,对理想系统所有通道采集的数据整体添加高斯白噪声,模拟信噪比为40、60、80 dB的EIT检测系统的测量电压。采用等位线反投影(LBP)、基于Newton-Raphson算法的Tikhonov正则化(NR Tikhonov)和Tikhonov-Noser组合正则化(NR Tikhonov-Noser)、Landweber迭代以及Newton-Raphson 5种算法,重建EIT图像。引入重建误差ER和结构相似度函数SSIM,定量评价成像效果。结果表明,当单目标由场域中心向场域边界移动时,5种算法的SSIM都增大;当目标位置靠近边界但个数增加时,5种算法的ER都增大。LBP和NR Tikhonov-Noser在3种信噪比的系统中均可对5种目标模型成像,5种算法中NR Tikhonov-Noser成像质量最好。对场域中心的目标A,Newton-Raphson算法在40 dB信噪比时无法成像,NR Tikhonov、Landweber在40和60 dB时均不能获得有效图像。在80 dB系统中,LBP成像效果不及另4种算法。不同算法成像对EIT检测系统信噪比的要求不一致,应依据构建的EIT检测系统信噪比指标和具体应用目标择优选取成像算法。NR Tikhonov-Noser可作为一般情况下的首选算法,信噪比低于60 dB的系统建议选择LBP,80 dB以上的系统不建议选择LBP。60 dB左右的系统还建议可选择Newton-Raphson算法成像。; 邓娟陈素华沙洪赵舒任超世; 关键词：EIT 信噪比

测量分辨率对不同EIT算法影响的仿真研究被引量：2: 2013年; 目的探索电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)中检测系统测量分辨率(measurement resolution,MR)对图像重建算法应用效果发挥的影响。方法基于对EIT均匀场理想边界电压数据结构的分析,仿真模拟MR为0.1、0.01和0.001 mV的实用化EIT系统,探索其对等位线反投影(LBP),Landweber二阶迭代和Tikhonov-Noser组合正则化算法的影响,引入重建误差ER和结构相似度SSIM定量评价成像效果。结果相同条件下Tikhonov-Noser算法以最小ER和最大SSIM成像质量最高,LBP最低。0.1 mV的MR下Landweber无法对A成像。0.01和0.001 mV的MR下,LBP和Landweber算法对单目标成像质量与目标和场域边界的距离成反比,Tikhonov-Noser对B的成像质量最低。3种算法ER随目标个数增加(B、D,C、E、F两组)都呈现出增大的趋势。结论不同MR对3种EIT算法应用效果的影响不同,各算法对不同目标成像时要求的MR也不一致。系统构建时MR应根据应用对象和算法设计。Tikhonov-Noser在0.1 mV的MR系统中可工作,0.01 mV时可获取高质量图像。Landweber算法建议根据应用目标位置选择0.01或0.001 mV的系统;LBP在0.1 mV的MR系统中可工作,MR足够时因成像质量低不建议选择。; 邓娟陶凌沙洪赵舒任超世李福生; 关键词：EIT

基于样本熵的听觉神经锁相机理的实验分析被引量：2: 2015年; 锁相是指系统的响应与周期性刺激的特定相位同步的物理现象.听觉神经的锁相对揭示人的听觉认知基本的神经机理及改善听觉感知有重要意义.然而,现有研究主要集中于心理物理方法和幅度谱分析,不能有效区分包络响应和时域细节结构响应,不能直观反映神经锁相.本文主要利用拔靴法和离散傅里叶变换,提出了基于样本熵的时域细节结构频率跟随响应(temporal-fine-structure-related frequency following response,FFR_T)的神经锁相值(phase locking value,PLV)计算方法,用于分析神经物理实验数据.两个脑电实验结果表明:FFR_T的PLV样本熵显著大于包络相关频率跟随响应(envelope-related frequency following response,FFR_E)的PLV,且二者正交独立,新方法能有效地分别反映听觉系统对包络和时间细节结构的锁相机理;基频处的响应主要来源于FFR_E的锁相;基频处,不可分辨谐波成分包络的锁相能力优于对可分辨谐波;基频缺失时,畸变产物是不同的听觉神经通路的FFR_E的混合;谐波处,FFR_E集中于低频,FFR_T则集中于中、高频;听觉神经元锁相能力与声源的频率可分辨性相关.FFR_T的PLV方法克服了现有FFR分析的局限性,可用于深入研究听觉神经机理.; 朱莉邓娟吴建华周南润

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江西省自然科学基金(20122BAB211020)

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