基于线电极模型的电阻层析成像技术研究与仿真平台设计的开题报告.docx

基于线电极模型的电阻层析成像技术研究与仿真平台设计的开题报告

一、研究背景与意义

电阻层析成像技术是利用电压电荷作用原理，通过在被测介质内安放多个电极及外加交流电源，获得在介质内的电位分布，并根据电势差计算出不同位置处的电阻，进而重建出被测介质的内部成像。该技术广泛应用于工程、医学、地质勘探等领域。

目前，电阻层析成像技术已经取得了重要成就，但其应用还面临着很多问题。例如，对于复杂构型的介质，精度较低，成像效果不理想；另外，电极的布置与个数会对成像的效果产生影响，而有效的优化方法还不够完备。

因此，本研究旨在通过建立基于线电极模型的电阻层析成像技术研究与仿真平台，探究、优化电极布局，以提高成像精度与效率，从而为电阻层析成像技术的进一步发展提供有力支持。

二、研究内容与方法

本研究的主要内容为：建立基于线电极模型的电阻层析成像技术研究与仿真平台，探究电极布局对成像结果的影响，并提出优化方案。

具体研究步骤如下：

1、总结电阻层析成像技术研究现状及存在问题，明确研究重点和目标；

2、根据线电极模型，建立电阻层析成像仿真平台，该平台包括电极模型、电容模型、电位模型、电流模型等，能够准确模拟电极的工作原理；

3、在仿真平台上探究电极布局对成像结果的影响，包括电极数量、电极间距等；提出电极优化布局方案；

4、评估优化布局方案的效果，包括成像精度、成像效率等指标；

5、分析结果，得出结论。

本研究采用实验和仿真相结合的方法进行探究。通过建立仿真平台，可以快速准确、多角度地分析布局方案的效果，为优化实验提供参考。同时，实验也可以验证仿真结果的准确性，保证研究结果的可靠性。

三、预期成果

1、建立基于线电极模型的电阻层析成像技术研究与仿真平台；

2、探究电极布局对成像结果的影响；

3、提出电极布局优化方案并验证其有效性；

4、研究成果可为电阻层析成像技术的优化提供指导意见。

四、研究进度与计划

本研究的时间周期为一年，计划按以下时间节点进行：

1、完成文献综述和研究目标的明确，制定详细的实验和仿真方案（1-2个月）；

2、建立仿真平台并测试（2-3个月）；

3、根据仿真平台的测试结果进行电极布局方案探究和优化（3-6个月）；

4、实验验证优化方案的效果，分析结果（6-9个月）；

5、编写结论并完成论文及相关材料（9-12个月）。

五、参考文献

1.余泽华,王淑敏.电阻层析成像理论与应用[M].科学出版社,2008.

2.李华,燕晓龙.基于线电极模型的电阻成像算法与仿真研究[J].微电子学与计算机,2017,34(01):47-51.

3.HuangY,MaX,LamHF.Ahighprecisionelectricalcapacitancetomographysystemforbiomedicalimaging[J].Physiologicalmeasurement,2019,40(1):01LT01.

4.AkramZ,LiuS.Electricalimpedancetomography:challengesandopportunities[J].MRI,2020,50(5):407-413.

5.ZhangD,PuY,TuY,etal.DevelopmentandEvaluationofaFastElectricalImpedanceTomographyImagingMethodBasedonBoundaryModel[C].InternationalConferenceonMedicalImagingandVirtualReality,Springer,Singapore,2019:207-215.