Numerical method for reconstructing the electrical impedance distribution in biological objects using current measurements at the boundary
Using boundary measurements of electric current and voltage, electrical impedance tomography (EIT) is applied for reconstructing the unknown electrical conductivity distribution within living objects with a heterogeneous structure. This paper describes the numerical approach to solve EIT inverse problems in terms of the Differential Evolution algorithm.
Download file
Counter downloads: 532
Keywords
электроимпедансная томография (ЭИТ), неструктурированная треугольная сетка, разностная схема, коэффициентная обратная задача, генетические алгоритмы оптимизации, метод дифференциальной эволюции, electrical impedance tomography (EIT), unstructured triangular mesh, difference scheme, coefficient inverse problem, genetic optimization algorithms, Differential EvolutionAuthors
| Name | Organization | |
| Sherina Ekaterina Sergeevna | National Research Tomsk State University | eka.sherina@gmail.com |
| Starchenko Alexander Vasil'evich | National Research Tomsk State University | starch@math.tsu.ru |
References
Electrical impedance tomography [Электронный ресурс]. Электрон. дан. URL: http:// www.eit.org.uk/ (дата обращения: 15.02.2011).
Электроимпедансная томография (ЭИТ) [Электронный ресурс]. Электрон. дан. URL: http://www.cplire.ru/mac/etomo/index.html (дата обращения: 15.02.2011).
Borcea L. Electrical impedance tomography // Inverse Problems. 2002. № 18. P. 99-136.
Lionheart W., Polydorides N., Borsic A. Electrical Impedance Tomography: Methods, History and Applications. Manchester, 2004. P. 62.
Пеккер Я.С., Бразовский К.С. Электроимпедансная томография. Томск: Изд-во НТЛ, 2004. 192 с.
Storn R. Differential evolution - a simple and efficient heuristic for global optimization over continuous spaces // J. Global Optimization. 1997. No. 11. P. 341-356.
Li Y., Xu G., Guo L., Wang L. Resistivity parameters estimation based on 2D real head model using improved differential evolution algorithm // Engineering in Medicine and Biology Society, 28th Annual International Conference of the IEEE. New York, 2006. P
Isaacson D. Problems in impedance imaging // Lecture Notes in Physics. 1993. V. 422/1993. P. 62-70.
Седов Л.И. Механика сплошной среды. М.: Наука, 1983. Т. 1. 528 с.
Gmsh: a three-dimensional finite element mesh generator with built-in pre- and postprocessing facilities [Электронный ресурс]. Электрон. дан. URL: http://geuz.org/gmsh/ (дата обращения: 15.02.2011).
ANSYS - Simulation Driven Product Development [Электронный ресурс]. Электрон. дан. URL: http://www.ansys.com/ (дата обращения: 15.02.2011).
Патанкар С. Решение задач теплообмена и динамики жидкости: пер. с англ. В.Д. Ви-ленский. М.: Энергоатомиздат, 1984. 124 с.
Елизарова Т.Г. Квазигазодинамические уравнения и методы расчета вязких течений. М.: Научный Мир, 2007. 350 с.
Шерина Е.С. Численный метод решения прямой задачи электроимпедансной томографии // Перспективы развития фундаментальных наук: труды VI Международной конференции студентов и молодых ученых. Томск, 2009.
Van der Vorst H. Bi-CGSTAB: A fast and smoothly converging variant of Bi-CG for the solution of nonsymmetric linear systems // SIAM J. Sci. Statist. Comput. 1992. V. 13. P. 631644.
