RÓŻNICOWA TOMOGRAFIA IMPEDANCYJNA Inżynieria biomedyczna

Tomografia Elektroimpedancyjna (TEI) jest techniką obrazowania rozkładu parametrów materiałowych w obiekcie na podstawie pomiarów impedancji pomiędzy wieloma elektrodami umieszczanymi na brzegu tego obiektu. Z matematycznego punktu widzenia TEI jest rodzajem zagadnienia odwrotnego. Zagadnienie to jest słabo uwarunkowane i wynik rekonstrukcji silnie zależy od wielu czynników, takich jak: dokładność toru pomiarowego, jakość modelu obiektu, stosowana metoda pomiarowa i technika rekonstrukcji, oraz błędy położenia elektrod w modelu względem obiektu, jak i niedokładności odwzorowania geometrycznego modelu obiektu. Autor niniejszej książki analizuje możliwość obrazowania za pomocą sygnału będącego sumą dwóch sygnałów sinusoidalnych. Obrazowanie takie jest możliwe, o ile istnieje częstotliwościowa zależność parametrów materiałowych obiektu (jego przewodności i przenikalności elektrycznej). W książce przedstawiono podstawy teoretyczne TEI, pokazano istotę dwuczęstotliwościowej, różnicowej TEI, zaproponowano adekwatny algorytm rekonstrukcyjny i pomiarowy. Pokazano, w jaki sposób należy dobierać sygnał pomiarowy (częstotliwości i amplitudy składowych) dla obiektów biologicznych. Czytelnik znajdzie tu również przykład prototypu systemu pomiarowego działającego w trybie dwuczęstotliwościowym. Zaprezentowano wyniki pomiarów i rekonstrukcji dla fantomów biologicznych. Wykazano również korzystne właściwości wynikające z proponowanego sposobu pomiarów, które pozwalają na minimalizację wpływu rozbieżności geometrycznych modelu względem obiektu rzeczywistego. Ostatnie dwa rozdziały poświęcono implementacji metody elementów skończonych w środowisku Matlab™ oraz modyfikacji tej metody w celu dogodniejszej reprezentacji elektrod pomiarowych w modelu.