信噪比对不同EIT图像重建算法的影响研究及评价

摘要：

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 TikhonovNoser)、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.

关键词：EIT、信噪比、算法、评价

所属期刊栏目：31

分类号：R318(医用一般科学)

资助基金：江西省自然科学基金青年基金20122BAB211020

在线出版日期：2013-03-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：807-815