Elektrická impedanční tomografie měkkých tkání: Řešení přímé a obrácené úlohy

Abstract

Elektrická impedanční tomografie měkkých tkání: Řešení přímé a obrácené úlohy Diplomová práce obsahuje veškerý aparát, potřebný k formulaci obrácené úlohy Elektroimpedanční tomografie (EIT) a k zavedení některých strategií dodatečného podmínění této úlohy. Samotná úloha spočívá v odhalení struktury vybraného tělesa pomocí proudových stimulací, vedených elektrodami připojenými k jeho povrchu. Cílem práce je studiem chování živočišných tkání v elektromagnetickém poli a přípravou odpovídajících numerických experimentů prověřit použitelnost této metody v medicínských aplikacích, zejména možnosti odhalení maligních formací v ženském prsu. Práce obsahuje sadu numerických experimentů v nejjednodušším možném uspořádání, na základě které je v prvním přiblížení vyhodnocena citlivost metody vůči šumu. Tyto numerické experimenty byly připraveny s pomocí kompletního softwarového řešení prs4D, vyvíjeného autorem a vedoucím práce, které je přikládáno k práci a některé aspekty jeho implementace jsou blíže rozebrány.

Electrical impedance tomography of soft tissue: Forward and inverse modelling The diploma thesis builds the neccesary apparatus to formulate and solve the inverse problem of Eletrical Impedance Tomography (EIT), including strategies to remedy the ill-conditioning of the problem. The problem itself lies in determining the structure of a body of interest by driving a set of electrical currents through electrodes connected to its surface. The aim of the thesis is to investigate possible utility of this method in medical applications, namely scanning for malignancies in the female breast, by studying the interaction of tissue with the electromagnetic field and by preparing a set of correspoding numerical experiments. An approximate characterization of the method's sensitivity with respect to noise is derived based on the most basic set of such numerical experiments, which were prepared by a complete software solution called prs4D developed by the author and his advisor, while some aspects of its implementation are included in the thesis.