Calderón's Method with a Spatial Prior for 2-D EIT Imaging of Ventilation and Perfusion.
Calderón's Method with a Spatial Prior for 2-D EIT Imaging of Ventilation and Perfusion.
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DOI：
10.3390/s21165635
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发表时间：
2021-08-21
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Mueller JL
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shin K;Mueller JL
通气和灌注的床边成像是二维医用电阻抗断层扫描 (EIT) 的主要应用，其中通过数值求解逆问题来创建躯干的动态横截面图像，该逆问题是根据施加在表面电极上的电流而在电极上产生的电压测量值计算电导率。重建方法可以是直接的或迭代的。卡尔德隆方法是一种基于拉普拉斯方程复杂几何光学解的直接重建方法，能够在感兴趣区域提供实时重建。本文通过模拟和实验数据证明了对身体上电极位置进行精确建模的重要性，并提出了一种在动态人体受试者数据中包含先验空间信息的方法。准确的电极建模和空间先验的结果表明可以改进对先验中未包含的不均匀性的检测，并提高人类受试者通气和灌注图像的分辨率。
Bedside imaging of ventilation and perfusion is a leading application of 2-D medical electrical impedance tomography (EIT), in which dynamic cross-sectional images of the torso are created by numerically solving the inverse problem of computing the conductivity from voltage measurements arising on electrodes due to currents applied on electrodes on the surface. Methods of reconstruction may be direct or iterative. Calderón’s method is a direct reconstruction method based on complex geometrical optics solutions to Laplace’s equation capable of providing real-time reconstructions in a region of interest. In this paper, the importance of accurate modeling of the electrode location on the body is demonstrated on simulated and experimental data, and a method of including a priori spatial information in dynamic human subject data is presented. The results of accurate electrode modeling and a spatial prior are shown to improve detection of inhomogeneities not included in the prior and to improve the resolution of ventilation and perfusion images in a human subject.
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