초록 ▼

본 논문에서는 전기 임피던스 단층촬영기용 유한요소 해석 소프드웨어를 개발하였다. 여기에서 graphical user interface (GUI)에 의해 편리하게 mesh를 설계하는 기능과 계산 시간의 최소화를 위한 희박 행렬 및 벡터법이 포함된다. 정적 영상복원 방법으로는 Newton-Raphson 법을 개선하여 알고리즘의 안정성을 증진시키면서 동시에 계산시간을 감소시켰다. Data 수집 방법에 있어서는 Walsh 함수를 이용하여 하드웨어의 복잡도를 감소시키면서, 신호대잡음비를 거의 최적의 상태로 유지하는 방법을 고안하였다.

본 논문에서는 전기 임피던스 단층촬영기용 유한요소 해석 소프드웨어를 개발하였다. 여기에서 graphical user interface (GUI)에 의해 편리하게 mesh를 설계하는 기능과 계산 시간의 최소화를 위한 희박 행렬 및 벡터법이 포함된다. 정적 영상복원 방법으로는 Newton-Raphson 법을 개선하여 알고리즘의 안정성을 증진시키면서 동시에 계산시간을 감소시켰다. Data 수집 방법에 있어서는 Walsh 함수를 이용하여 하드웨어의 복잡도를 감소시키면서, 신호대잡음비를 거의 최적의 상태로 유지하는 방법을 고안하였다. 전기 임피던스 단층촬영기는 인체에 전혀 해가 없는 새로운 의료 용 영상 및 진단 장비로써, 서로 다른 저항성을 가지는 기관들의 영상화와 생리현상에 따라 그 전기 임피던스가 변하느 기관들의 기능 측정에 사용될 수 있다. 심장, 폐, 위, 방광 등의 전기 임피던스는 그 기능에 따라 크게 변하므로, 전기 임피던스 단층촬영기의 응용 가능성이 가장 큰 분야이다. 임피던스 영사의 복원에 상용되는 기법들을 응용하면, 임피던스 심조영도 (impedance cardiography), 임피던스 체적변동기록계(impedance plethysmography), 임피던스 호흡량기록기(impedance pneumography)등의 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 개발할 수 있으리라 생각된다.

Abstract ▼

Finite element analysis software package was developed for image reconstructions in electrical impedance tomography. The softwere package has various mesh design tools using graphical user interface. It also utilizes the spares matrix and vector method to minimize the amount of computation. Th

Finite element analysis software package was developed for image reconstructions in electrical impedance tomography. The softwere package has various mesh design tools using graphical user interface. It also utilizes the spares matrix and vector method to minimize the amount of computation. The improved Newton-raphson method was developed for the reconstruction of static impedance images. It is more stable than the convectional method and requires less computation time. For the collection of data, the optimal current injection method using Walsh functions was developed. It simplifies the hardware and yet achieves the near optimal SNR. Electrical impedanace tomography is a new noninvasive technique for medical imaging and diagnosis. It has the advantages when used for the diagnosis of the heart, lung, stomach, bladder, etc. where the bioimpedance of the organ changes with time. The techniques developed in this paper can used to improve the performance of impedane cardiography, impedance plethysmography, impedance pneumography, etc.

목차 Contents

• 1. 전기 임피던스 단층촬영기의 소개...7
• 1.1 Bioimpedance의 의학적 응용...7
• 1.2 전기 임피던스 단층촬영기...9
• 2. 전기 임피던스 단층촬영기에서의 forward problem...11
• 2.1 Forward problem의 정의 및 FEM...11
• 2.2 Mesh 생성 소프트웨어...12
• 2.3 빠르게 해를 구하는 방법...15
• 2.4 FEM소프트웨어의 응용...16
• 3. 전기 임피던스 단층촬영기에서의 inverse problem...17
• 3.1 Inverse problem의 정의...17
• 3.2 Improved Newton-Raphson method...19
• 3.3 정적영상복원 소프트웨어...21
• 4. 전기 임피던스 단층촬영기에서의 data수집방법...22
• 4.1 전기 임피던스 단층촬영기의 하드웨어 구조...22
• 4.2 Distinguishability및 최적의 주입전류...23
• 4.3 전극의 배치...24
• 5. 결론...25
• 6. 참고문헌...26
• 7. 발표논문...29
• 8. 연구비 항목별 집행 내역...30