Ograniczanie wyników
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 19

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  impedance tomography
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
PL
Niniejsze opracowanie stanowi wstępny raport z doświadczeń własnych z wykorzystania tomografu impedancyjnego (EIT) w Klinice Noworodków. Urządzenie to pozwala na diagnostykę małych pacjentów bez wykorzystywania kancerogennego promieniowania rentgenowskiego w kierunku upowietrznienia płuc. Dodatkowo pozwala na analizę pracy układu oddychania w czasie niemalże rzeczywistym. Jest to szczególnie ważne w przypadku wcześniaków, gdzie aparat płucny jest jeszcze niewykształcony, a analiza jego działania oparta była do tej pory o analizę przepływów gazów i utlenienia krwi. Wprawdzie EIT w chwili obecnej nie może wyeliminować w żadnym przypadku wykonywania innych badań, w tym diagnostyki obrazowej, to wydaje się mieć duży potencjał wspomagający diagnostykę najmłodszych pacjentów. Szereg ograniczeń, jakie posiada EIT, ze swoją niską rozdzielczością przestrzenną na czele, plasują obecnie tę technikę na pozycji wspomagającej diagnostykę płuc u wcześniaków i niemowląt. Analiza dostępnej literatury światowej wykazuje, iż badania z wykorzystaniem EIT możliwe są również u pacjentów dorosłych – tutaj technika ta pozwala również na badanie układu oddychania. Należy stwierdzić, iż EIT jest to technika rozwojowa mająca tę przewagę nad innymi metodami badań, iż ma zdolność uwidaczniania badanych struktur w czasie rzeczywistym.
EN
The study is a preliminary report on the experience with the use of impedance tomography (EIT) in the Newborn Clinic. This device allows to monitor lung aeration of little patients without the use of carcinogenic X-rays. In addition, it allows to analyze the work of the respiratory system in virtually real time. This is especially important in the case of premature babies, where the lungs are still underdeveloped and the analysis of their operation has so far been based on the analysis of gas flows and blood oxygenation. Although, at present time, the EIT cannot in any case eliminate other tests, including imaging diagnostics, it seems to have a great potential to support diagnostics of the youngest patients. A number of limitations of EIT, with its low spatial resolution at the fore, place this technique in the position supporting lung diagnostics of premature babies and infants. The analysis of the available world literature shows that the treatment with the use of EIT is also possible in case of adult patients – here this technique allows to examine the respiratory system. It should be stated that EIT is a development technique which has the advantage over other research methods because it has the ability to visualize the examined structures in real time.
2
Content available remote Construction of the SmartEIT tomograph based on electrical impedance tomography
EN
The article presents the prototype of the SmartEIT measuring device construction based on the Raspberry Pi platform using electric impedance tomography. The measurement with the device consists in placing electrodes on the tested object, two electrodes are connected to alternating current, and the voltage drop is measured on the other. SmartEIT enables measurements on 16 electrodes. The electrodes can be made of copper without a shield or covered with conductive rubber, depending on the tested object. In each cycle, SmartEIT forces AC flow with a sinusoidal waveform with a constant amplitude and a frequency of 1 kHz between the two farthest electrodes. The current is relatively low, selected during measurements so that the capacity of the power source is not exceeded.
PL
W artykule przedstawiono prototyp konstrukcji urządzenia pomiarowego SmartEIT oparty na platformie Raspberry Pi z wykorzystaniem elektrycznej tomografii impedancyjnej. Pomiar za pomocą urządzenia polega na umieszczeniu elektrod na badanym obiekcie, dwie elektrody są podłączone do prądu przemiennego, a spadek napięcia jest mierzony na pozostałych. SmartEIT umożliwia wykonywanie pomiarów na 16 elektrodach. Elektrody mogą być wykonane z miedzi bez osłony lub pokryte gumą przewodzącą, w zależności od badanego obiektu. W każdym cyklu SmartEIT wymusza przepływ prądu przemiennego sinusoidalnym przebiegiem o stałej amplitudzie i częstotliwości 1 kHz między dwiema najdalszymi elektrodami. Natężenie prądu jest stosunkowo niskie, wybrane podczas pomiarów, tak aby wydajność źródła prądu nie została przekroczona.
EN
The article presents two elements associated with the practice of application of the boundary element method. The first is associated with BEM ability to analyze an open boundary objects and application of infinite boundary elements in the area of mammography. The second element is associated with the damped wall investigations. Wall humidity and moisture represents heterogeneous environment (Functionally Graded Materials) which has to be treated in a special way.
PL
Artykuł prezentuje dwa elementy związane z praktyką stosowania metody elementów brzegowych w zagadnieniach mammografii i środowisk niejednorodnych. Pierwszy związany możliwością analizy obszarów nieograniczonych i zastosowaniem tym celu elementów brzegowych nieskończonych w zagadnieniach mammograficznych. Drugi związany jest z badaniami zawilgoceń murów stanowiących z punktu widzenia obliczeń środowisko niejednorodne.
4
Content available remote Boundary element method application in wall dampness tomography
EN
The boundary element method implementation used to find tomographic image of damped wall humidity distribution is presented. Damped wall represents non-homogeneous media where humidity has a spatial distribution that varies with two co-ordinates. Real measurements were taken and function coefficients where found using boundary element method, verified again by finite element method.
PL
Artykuł prezentuje opis matematyczny implementacji środowisk niejednorodnych w metodzie elementów brzegowych zastosowanej do poszukiwania rozkładu zawilgocenia wnętrza muru. Wyniki obliczeń porównane są z realnymi pomiarami zawilgocenia zbudowanego w warunkach laboratoryjnych muru, wykonanymi z użyciem 26 elektrodowego tomografu impedancyjnego.
EN
A new modification of the recent impedancje tomography technique is presented in the paper. This new technique is used for non-invasivel imaging of the head tissues conductivity distribution and its changes. The algorithm based on one komponent of the measured magnetic flux density is introduced. The reconstructed conductivity image could be obtained through iterative solution of a corresponding matrix equation. According to the prezent algorithm, which uses one magnetic flux density component, numerical simulations were performed for two dimensional realistic human head model (consisting of the scalp, skull and brain) with the isotropic target conductivity distributions. By means of the algorithm, the re construction of skull and brain conductivity ratios could be figured out even under the condition that only one current is injected into the brain.
PL
W artykule przedstawiono nową modyfikację bieżącej technologii tomografii impedancyjnej. Ta nowa technologia jest stosowana do bezinwazyjnego obrazowania rozkładu przewodności tkanki głowy i jego zmian. Wprowadzono algorytm oparty na jednej składowej mierzonej indukcji pola magnetycznego. Zrekonstruowany obraz przewodności otrzymano przez iteracyjne rozwiązanie odpowiedniego równania macierzowego. Odpowiednio do przedstawionego algorytmu który stosuje jedną składową indukcji magnetycznej wykonano symulacje numeryczne dla dwuwymiarowego realistycznego modelu głowy ludzkiej (składającego się ze skalpu, czaszki i mózgu) z izotropowym docelowym rozkładem przewodności. Przy użyciu tego algorytmu można było otrzymać rekonstrukcję stosunków przewodności czaszki i mózgu nawet gdy tylko jeden prąd jest wprowadzony do mózgu.
EN
The problem of the image reconstruction in Electrical Impedance Tomography (EIT) is a highly ill-posed inverse problem. There are mainly two categories of image reconstruction algorithms, the direct algorithm and the iterative algorithm which was used in this publication. This paper presents the applications of the level set function for identification the unknown shape of an interface motivated by Electrical Impedance Tomography (EIT) by using a several level set algorithms. The conductivity values in different regions are determined by the finite element method. The applications were based on the level set method, the variational level set algorithm and the Mumford-Shah algorithm to solve the inverse problem.
EN
This paper presents application of boundary element method and level set method in electrical impedance tomography (EIT). The inverse problem of EIT can be formulated as follows: given the set of electrode potentials applied to the domain boundary as an input, and set of measured values of electrode-to-electrode voltages as output.
PL
Praca przestawia obszary zastosowań metody elementów brzegowych oraz metod zbiorów poziomicowych w impedancyjnej tomografii komputerowej (ITK). Problem odwrotny ITK został sformułowany następująco: ustalony potencjał elektrod został użyty jako dane wejściowe brzegu obszaru, natomiast jako dane wyjściowe otrzymane zostały napięcia miedzy elektrodami.
PL
W artykule przedstawiono wyniki porównania dwóch systemów detekcji przesunięcia fazowego sygnałów pomiarowych, zaimplementowanych na potrzeby realizacji projektu przenośnego systemu tomografii impedancyjnej. Zaprojektowane i uruchomione moduły poddano próbom w celu oceny możliwości zastosowania ich w przenośnym urządzeniu do tomografii impedancyjnej pni drzew.
EN
In this article the comparison result of the phase shift detection systems was presented. Those systems were implemented in order to be applied in mobile impedance tomography system. Developed modules were tested with view of being applied in mobile topographic system for tree trunks diagnostics.
EN
The functional structure of the impedance tomography data acquisition system for measuring distribution of moisture in brick's walls is presented. The measuring system is equipped with current and voltage electrodes of a special design adapted for different construction materials, with an automatic switch of measuring channels and with an analog-to-digital converter. The image is obtained by numerical processing the measurements of potentials at the surface of the object by wit an aid of Boundary Element Method.
PL
W artykule przedstawiono strukturę funkcjonalną systemu gromadzenia danych tomografu impedancyjnego, stosowanego do wyznaczania zawilgocenia ceglanych murów. System pomiarowy wyposażony został w: elektrody prądowe i napięciowe specjalnie zaprojektowane do badania zawilgocenia muru, układ automatycznych przełączników napięcia pobudzającego i kanałów pomiarowych oraz przekształtnika analogowo cyfrowego. Obraz zawilgocenia otrzymuje się rozwiązując zagadnienie odwrotne za pomocą Metody Elementów Brzegowych.
10
Content available remote Impedance tomography method in the identification of the inside of the 3d object
EN
The main aim of the paper is to present a multi-region BEM with quadratic interpolation function for the flat, triangular surface elements and also an efficient method based on the inverse mapping with the aid of the Neural Network (NN) and Principal Component Analysis (PCA). The identification of the location and size of the anomalies as the core of the inverse problem solution, is considered. An application of combined PCA and NN method for 3D EIT problem allows to obtain the results of inverse problem solution in real-time. In addition, PCA applied to EIT data enables reducing dimensionality of the measured data for 3D space and removing the unused part of information, usually corresponding to noise and interrelated variables, that affects the accuracy of the solution.
PL
Celem pracy było przedstawienie metody rozwiązania zagadnienia odwrotnego w przestrzennej tomografii impedancyjnej będącej połączeniem Analizy Składowych Głównych (ASG) i Sztucznych Sieci Neuronowych (SSN), umożliwiającej uzyskiwanie wyników rozwiązania w możliwie najkrótszym czasie, z zadowalającą dokładnością. W pracy zaprezentowano wykorzystanie SSN do identyfikacji parametrów wnętrza obiektów trójwymiarowych. W celu redukcji wymiaru wektora danych wejściowych, a tym samym optymalizacji struktury sieci neuronowej zastosowano metodę ASG, która oprócz redukcji wymiaru przestrzeni danych pozwoliła na wyselekcjonowanie tylko nieskorelowanych napięć międzyelektrodowych. Wraz z opracowaniem i testowaniem metody istotnym etapem przeprowadzonych badań było zaprojektowanie modelu numerycznego i akwizycja wyników rozwiązania zagadnienia prostego w ITK. W tym celu zastosowano Metodę Elementów Brzegowych (MEB), opracowując jednocześnie implementację MEB dla płaskiego elementu trójkątnego zerowego rzędu i elementu izoparametrycznego 2-go rzędu w języku C++. Zaprezentowana metoda połączenia ASG i SSN pozwala w sposób efektywny uzyskać informacje na temat parametrów identyfikowanego środowiska w zagadnieniach trójwymiarowych. Wyniki przeprowadzonych testów dowodzą , że dzięki zastosowaniu ASG możliwa jest redukcja wymiaru przestrzeni danych, wyznaczenie nieskorelowanych napięć międzyelektrodowych, a także wyeliminowanie szumów, co zdecydowanie zwiększa dokładność rozwiązania zagadnienia odwrotnego. Błąd względny identyfikacji parametrów wewnętrznych obiektów dla rozwiązania zagadnienia prostego MEB, dla trójkąta izoparamertrycznego sześciowęzłowego nie przekroczył 1%. Należy podkreślić , że w przeprowadzonych zadaniach testowych sieci neuronowe testowane były rzeczywistymi danymi pomiarowymi. Istotną zaletą podejścia neuronowego jest czas rozwiązania.
PL
Tomografia komputerowa jest techniką obrazowania wnętrza badanego obiektu na podstawie pomiarów dokonywanych na jego brzegu. Konieczne jest tu sformułowanie zagadnienia odwrotnego i wybór metody identyfikacji współczynników materiałowych. W celu rozwiązania równania Laplace'a zastosowano metodę elementów brzegowych dla obszarów złożonych, strefowo jednorodnych. Identyfikacji parametrów wnętrza obiektów dokonano przy użyciu analizy składowych głównych w połączeniu z sieciami neuronowymi oraz metodą klasyczną bazującą na deterministycznej metodzie optymalizacyjnej.
EN
The inverse problem solution provides the identification of the radius and the position of the object placed inside the hemispherical tank. The reconstruction method is based on the inverse mapping with the aid of the Neural Network (NN) and Principal Component Analysis (PCA) as well as the so called classical method based on deterministic optimization method.
EN
Boundary Element Method for simulation of spatially homogeneous objects of electroencephalography and tomography is presented in this paper. The four layer spherical model (representing skin, skull, CSF layer and brain) of the real head approximated with isoparametric six nodes triangles was considered. For different kinds of boundary conditions formulation of the algebraic system of equations was explained in details.
PL
Mózg wraz z otaczającymi go tkankami stanowi przewodnik objętościowy zawierający struktury aktywne elektrycznie. Odzwierciedleniem aktywności ośrodków w mózgu jest rozkład potencjałów na powierzchni skóry głowy oraz pola magnetycznego w przestrzeni dookoła głowy. W niniejszym artykule opisane zostały modele ośrodków aktywnych i różne metody modelowania głowy, jako przewodnika objętościowego, dla potrzeb lokalizacji ośrodków pobudzenia w mózgu na podstawie zapisów EEG lub MEG. Omówiono zalety i niedostatki poszczególnych modeli. Przedstawiono model złożony z elementów przestrzennych, pozwalający na dokładnie odzwierciedlenie zarówno anizotropii, jaki i niejednorodności przewodności elektrycznej tkanek. Model taki pozwala na osiągnięcie bardzo dobrej dokładności lokalizacji ośrodków pobudzenia w mózgu. W Instytucie Inżynierii Precyzyjnej i Biomedycznej Politechniki Warszawskiej powstało oprogramowanie do tworzenia modeli głowy na podstawie obrazów przekrojów mózgu. Oprogramowanie to pozwala tworzyć realistyczne modele głowy, których parametry mogą być ustalane przez użytkownika dla każdego indywidualnego przypadku oraz uwzględnianie elektrycznych właściwości tkanek głowy. Przedstawiono również możliwości spektroskopii i tomografii elektroimpedancyjnej.
EN
The brain with its surrounding tissues is a multicompartment electrical conductor. The activity is observed as distribution of electric potentials on a scalp and as magnetic field over the head. The different methods of head modelling for a localization of the active sources within the brain based on EEG or MEG recordings are discussed in this article as well as the advantages and drawback of the described models. A model consisting of the volume elements was presented which can take into account an anisotropy and the inhomogeneities of the tissues. This can significantly increase an accuracy of the localization of the active sources within the brain. A computer program to construct the models of the head from the images of the brain slices was elaborated in Institute of Prec. and Biomedical Engineering. The program enables creation the models with parameters which can be set by a user for every individual case and which are conformable to a growing knowledge about the electrical properties of the head tissues. The application of the electroimpedance tomography for tissue characterisation is also presented.
PL
Artykuł prezentuje pierwszy etap prac mających na celu stworzenie systemu impedancyjnej (rezystancyjnej) tomografii komputerowej - ITK i modelu referencyjnego dla weryfikacji systemów ITK.
EN
Paper presents the first step computer impedance (resistance) tomography (ITK) system and reference model (dedicated for verification ITK systems) creation. The ITK consist of data aquisition system 12 (future 24) electrode object current excitation and interelectrode voltage measurement (using difference method) and reference model based on a network of the discrete resistors.
PL
Celem niniejszej pracy jest przedstawienie metod badawczych, konstrukcji aparatury i algorytmów stosowanych przy rozwiązywaniu zagadnień związanych z diagnostyką niejednorodnych obiektów przestrzennych metodami tomografii impedancyjnej (TI) i elektroencefalografii (EEG). Metody te zalicza się do szeroko rozumianych badań nieniszczących. W pracy zostały przedstawione systemy pomiarowe skonstruowane przez autora i stosowane w pracach badawczych i aplikacyjnych. W szczególności omówiono problemy, które można spotkać przy tworzeniu algorytmów numerycznych wykorzystywanych do konstrukcji obrazu. Niektóre zagadnienia związane z algorytmami konstrukcji obrazu, jak metoda elementów brzegowych, są zaprezentowane szerzej w celu uogólnienia przedstawianej tematyki. Przedstawiono wyniki prac dotyczące konstrukcji obrazu wnętrza badanego obiektu na podstawie pomiarów i danych symulacyjnych. Pracę można podzielić na pięć części. Część pierwsza zawiera sformułowanie problemu, stan badań w TI i EEG oraz cel i zakres pracy (rozdział l). W części drugiej przedstawiono model matematyczny zadania, metody rozwiązań, zastosowanie metody elementów skończonych (MES) i metody elementów brzegowych (MEB) w TI i EEG, analizę wrażliwościową, sformułowanie zagadnienia prostego, wyniki rozwiązania zagadnienia odwrotnego, porównanie rozwiązań na podstawie przykładów. Omówione problemy stanowią treść rozdziału 2. Część trzecia zawiera założenia, możliwości rozwiązań systemów i układów pomiarowych wykorzystywanych w TI i EEG, metody klasyfikacji i redukcji sygnałów, ocenę właściwości metrologicznych oraz realizacji kolejnych rozwiązań. Przedstawiono podstawowe informacje o układach pomiarowych oraz kolejne fazy rozwoju tomografu impedancyjnego w Instytucie Elektrotechniki Teoretycznej i Systemów Informacyjno-Pomiarowych Politechniki Warszawskiej. Problemy te opisano w rozdziałach 3 i 4. Część czwarta (rozdziały 5 i 6) dotyczy konstrukcji obrazu w TI, algorytmów konstrukcji, porównania właściwości, identyfikacji źródeł wewnętrznych w EEG, separacji sygnałów i przykładów rozwiązań na podstawie danych symulacyjnych i uzyskanych z fantomów. Rozdział 7, stanowiący część piątą, jest podsumowaniem pracy, zawierającym syntetyczne streszczenie osiągniętych wyników, najważniejsze wnioski i wkład autora w przedstawianą tematykę oraz przyszłe kierunki prac związanych z tą tematyką badawczą.
EN
The main goal of this work is to present research methods, designs for Electrical Impedance Tomography apparatus and numerical algorithms which are applied for the solution of the problems concerned with the diagnosis of non-homogeneous objects in 2D and 3D space. The author concentrated chiefly on Impedance Tomography (EIT) and Electroencephalography (EEG). Those two methods are broad class methods of non-destructive testing of materials. The measuring systems constructed by the author and used in the research tasks are presented in this work. Special attention was paid to the problems one can have constructing algorithms for image building. Some aspects of image construction (like the Boundary Element Method (BEM)) are presented in greater detail. Results of the research based on synthetic and measured data are included. This work consists of five parts. The first part consists of problem formulation, the state of the art in EIT and EEG, the goal and the scope of this monograph. In the second part, a mathematical models, forward problem solution methods adopting the Finite Element Method (FEM) or the Boundary Element Method (BEM), Sensitivity Analysis (SA) and finally Inverse Problem solution are presented. Different methods of solution were compared based on the benchmarks proposed by the author. This part can be found in chapter 2 and chapter 3.Part three discuss the assumptions imposed and limitations of the solutions as well as basic information about the measuring systems in EIT and EEG. The history of designing the Electrical Impedance Tomograph in the Institute of Theory of Electrical Engineering, Measurement and Information Systems of Warsaw University of Technology is also described. Special attention was devoted to signal dimensionality reduction and some illustrating examples were shown. These problems are contained in chapters four and chapter five. Part four consist of chapters six seven and eight concerned with image construction methods in EIT and also the methods of identification (or maybe more precisely localization) of internal sources in EEG. The author proposes an innovative method of identification relay on blind separation of measured signals in the case of more than one internal source. The last part, chapter nine concludes this work. There is a concise abstract of the whole research carried out by the author in the subject of EIT and EEG, the most important conclusions, the author is achievements and the future research relating to the above research subjects.
17
EN
In this paper a fully automated system for tomographic investigations was presented. System consists of the Impedance Tomograph and 2D and 3D scanner. A detailed description of the system as well as some of the images for 2D space were provided. To produce the 2D images the Bell Functions algorithm was adopted. For 3D space a huge data base has been created and some examples were shown to prove that such a system is able to provide high quality measurements. Using this data base Artificial Neural Network will be trained to create a 3D images.
18
Content available remote Model funkcjonalny tomografu impedancyjnego i badania eksperymentalne
PL
W pracy przedstawiono funkcjonalny model tomografu impedancyjnego. Dokonano opisu różnych wanien pomiarowych stanowiących eksperymentalne fantomy. Na podstawie wybranych wyników doświadczalnych przedstawiono konstrukcje obrazów badanych obiektów organicznych i nieorganiczonych. Opisano różne metody zbierania danych pomiarowych amplitudy sygnału oraz kąta przesunięcia fazowego dla badanych obiektów w przestrzeni 2D i 3D.
EN
The work presents functional model of impedance tomography. It includes description of different measuring bathtub, presenting experimental phantom. It presents the way of constructions of images of researched objects (organic and inorganic) base of chosen experimental results. Different methods of collecting the measurement data (amplitude and phase) for the investigated objects in two and three dimensional area.
PL
Tomografia impedancyjna jest stosunkowo nową techniką obrazowania. Jej główną rolą jest rekonstrukcja rozkładu impedancji we wnętrzu badanego obiektu. Niniejsze opracowanie dotyczy zastosowania metody różnic skończonych do obliczania rozkładu napięcia na powierzchni obiektów jednorodnych i niejednorodnych oraz do wyznaczania wektorów pomiarowych zgodnych ze standardowym protokołem pomiarowym tomografii impedancyjnej. Przedstawiono przykładowe wyniki obliczeń otrzymane dla modeli obiektów w kształcie walca.
EN
Impedance tomography is quite new imaging technic. It's main role is to reconstruct the impedance distribution within the objects beeing in the scope of interest. This publication deals with the use of the Finite Difference Method for calculations of the electrical potentials on the surface of the homogenic and perturbated objects, as well, for the estimation of measurement vectors accordingly to the standard thomographic measurement protocol. Some examples of achieved results for models of cilindrical objects are shown.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.