Візуалізація розподілу поверхневих провідностей томографічних перерізів методом зон провідності
| dc.contributor.author | Сушко, Ірина Олександрівна | |
| dc.contributor.degreedepartment | Кафедра теоретичних основ радіотехніки | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | Радіотехнічний факультет | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2015-11-11T10:17:11Z | |
| dc.date.available | 2015-11-11T10:17:11Z | |
| dc.date.issued | 2014 | |
| dc.description.abstracten | Dissertation for the scientific degree of candidate of technical sciences by specialty 05.12.17 – Radio engineering and television systems. – National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Ukraine, Kyiv, 2014. The development of inverse problem solving methods and algorithms (visualization of inhomogeneity distribution inside phantom by measured voltages on contour outline) using proposed by author conductivity zones method is held. It allows significantly to reduce the order of derivative matrices from transfer resistances (nodal voltages) on surface zones conductivities. It allows to simplify the inhomogeneity visualization by reducing the number of arithmetic operations in iterative process. Solving systems of equations by ill-conditioned derivatives matrices is realized using regularization method by A.M. Tykhonov. Methods for iterative regularization process replacing by process with logarithmic step or compact method with inversion of the corresponding matrix. The algorithm of modification method for Electrical Impedance Tomography forward problem solution considering the phantom partition on zones is adapted on the basis of the finite element method. It allows to calculate the inverse matrix coefficients of the system of phantom equilibrium equations directly growing relations between finite elements. It provides high accuracy and performance of analysis for phantoms with hundreds – thousands of finite elements. Square and cubic updated models of finite elements are proposed. The analysis software allows to assess the sensitivity of voltages on contour outline from sizes, localization and normalized relative to the background inhomogeneity conductivities. Proposed conductivity zones method is the complex finite element creation. Synthesis (visualization) problem with certain connection of independent current source for 6 – 30 orders of derivative matrices is solved. The conductivities obtained for each from 8 – 32 source positions (using 8 – 32 measured electrodes) are summarized with partial solutions superposition. The inverse problem solution is reduced to 8 – 32 problems with 6 – 30 orders instead of the problem with 1000 order. Iteration regularization method to inverse the derivative matrices from transfer resistances (nodal voltages) on surface zones conductivities is used. The logarithmic step or compact method algorithms are developed in this work to replace 1000 and more iterations in regularization method by nearly 10 – 20 steps using logarithmic step regularization algorithm or one inversion of matrix with 6 – 30 order. The estimation of reconstruction by conductivity zones method using measured data on the Electrical Impedance Tomography layout is conducted. The assessment of ability to obtain the reliable results (depending on inhomogeneity localization in phantom, it’s sizes and surface conductivity) by constructing and training normal orthogonal classifier is shown. The developed methods provide the inhomogeneity identification (contrast with the background ≥ 2) with area ≥ 5% from total phantom area (the worst sensitivity) in the center of phantom and with area ≥ 1 – 2 % (the best sensitivity) near the edge of phantom. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.12.17 – радиотехнические и телевизионные системы. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Украина, Киев, 2014. В диссертационной работе решена задача визуализации (реконструкции) распределения неоднородности фантома по измеренным напряжениям по его контуру предложенным автором методом зон проводимости. Это позволяет упростить процедуру визуализации неоднородности за счет уменьшения количества арифметических операций в итерационной процедуре. Решение систем уравнений плохо обусловленными матрицами производных реализуется с использованием метода регуляризации А.Н. Тихонова. Для этого разработаны алгоритмы, позволяющие заменить итерационную процедуру регуляризации процедурой с логарифмическим шагом или компактным методом. На основе метода конечных элементов адаптировано алгоритм метода модификаций для решения прямой задачи электроимпедансной томографии. Проведена оценка реконструкции по методу зон проводимостей при использовании данных, измеренных на лабораторном макете электроимпедансного томографа. Показана возможность оценки способности получить надежные результаты при помощи классификатора нормального ортогонального преобразования. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.17 – Радіотехнічні та телевізійні системи. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Україна, Київ, 2014. У дисертаційній роботі розв’язано задачу візуалізації (реконструкції) розподілу неоднорідності фантома за виміряними напругами по його контуру запропонованим автором методом зон провідності. Це дозволяє спростити процедуру візуалізації неоднорідності за рахунок зменшення кількості арифметичних операцій в ітераційній процедурі. Розв’язання систем рівнянь погано зумовленими матрицями похідних реалізується з використанням методу регуляризації А.М. Тихонова з заміною ітераційної процедури регуляризації процедурою з логарифмічним кроком або компактним алгоритмом. На основі методу скінченних елементів адаптовано алгоритм методу модифікацій для розв’язання прямої задачі електроімпедансної томографії. Проведена оцінка реконструкції за методом зон провідностей при використанні даних, виміряних на лабораторному макеті електроімпедансного томографа. Показано можливість оцінки спроможності отримати надійні результати за допомогою класифікатора нормального ортогонального перетворення. | uk |
| dc.format.page | 23 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/13784 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 621.372.061 | uk |
| dc.title | Візуалізація розподілу поверхневих провідностей томографічних перерізів методом зон провідності | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.12.17 – радіотехнічні та телевізійні системи | uk |