Monday, February 20, 2012

Electrical impedance tomography - My current results

I want to introduce current results in EIT imaging study that are obtained by me. The developed model, algorithms (that are became the heart of written software) and EIT acquisition system were used to get images on artificial phantom. The Matlab was used to implement the reconstruction algorithm and C++/Java were used to write software to collect data from hardware acquisition system.
The finite element model of object under investigation is showed on Fig.1. The 2-D representation of flat container of round shape was used. It consists of 97 nodes and 160 elements. The 16 electrodes that can be used for measurement or current applying are placed surround the object. The 182 observations were collected.

Fig. 1
The FEM model was used to solve forward EIT problem: the electrical potential calculation on mesh nodes and voltage drop calculation on measurement electrodes during current flow thought current electrodes. The potential distribution inside object with assuming homogeneous conductivity distribution is showed on Fig. 2.
Fig. 2
Here I'm present phantom's photos and obtained resistivity images of internal medium (Fig. 3, 4, 5, 6). The coins were used to represent some inhomogeneous.
Fig. 3 (a)
Fig. 3 (b)
Fig. 4 (a)
Fig. 4 (b)
Fig. 5 (a)
Fig. 5 (b)
Fig. 6 (a)
Fig. 6 (b)
The Tikhonov regularization was used to obtain stable solution. The presented EIT images reflect the efficiency and working ability of developed software and hardware, although both of them are in the development state. The further work carried out and 3-D EIT imaging system is under development. 

Sources: 
[1] Шульга Д. И. Определение локальной неоднородности внутри объекта при помощи электроимпедансной томографии / Шульга Д. И. // Интегрированные компьютерные технологии в машиностроении.: тез. докл. Международной научно-технической конференции «ИКТМ’ 2010». 16-20 ноября 2010. — Харьков: Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского «ХАИ», 2010. — Том 2. — с. 163. 
[2] Шульга Д.И. Некорректность задачи электроимпедансной томографии, решаемой на конечно-элементной модели / Шульга Д.И., Шульгин В.И. // Современные проблемы радиотехники и телекоммуникаций «РТ-2011».: тез. докл. 7-ой Международной молодежной научно-технический конференции, Севастополь 11-15 апреля 2011. — Севастополь: Севастопольский национальный технический университет (СевНТУ), 2011. — с.332.

13 comments:

  1. Здравствуйте Дмитрий. Скажите пожалуйста что за датчики Вы использовали? на картинке они выглядят красиво)

    ReplyDelete
    Replies
    1. Датчики на фотографии - это посеребренные электроды из латуни.

      Delete
  2. А Вы их где-то заказывали? Я так понимаю их серийно выпускают? Если это возможно, Вы могли бы подсказать, где их можно достать. Делаю экспериментальную установку на дипломный проект. Был бы Вам очень признателен.

    ReplyDelete
  3. Здравствуйте, Евгений, я так понимаю, вы тоже занимаетесь подобной темой? Можно было бы пообщаться более удобным способом:) Почтой, например. Я не знаю, выпускаются ли такие электроды серийно, поскольку использовал уже имеющиеся в наличии в университете. Если не критично использовать точь в точь как у меня, попробуйте любые электроды для снятия биопотенциалов (для ЭЭГ, ЭКГ и т.п.) близкой формы.

    ReplyDelete
  4. Здравствуйте, Дмитрий! Занимаюсь в университете схожей темой. Было бы интересно с вами пообщаться )) beldmitra@gmail.com Зовут тоже Дмитрий

    ReplyDelete
  5. Я так понимаю, на электроды вы подаёте постоянное напряжение?

    ReplyDelete
  6. Чудові результати. На якому струмі проводились вимірювання? В мене 32 точкових позолочених електроди (від старого роз"єму)сканую струмом частотою 100 кГц і результати щось не дуже. Щоправда, використовую двохелектродний спосіб вимірювання і метод зворотного проектування.З Шульгіним знайомі по конференції в Славському.В Вас вимірювання спадів напруг та введення струму здійснюються двома парами електродів? Дуже хотів би поспілкуватись. Моя пошта promovich_y@mail.ru
    З повагою, Промович Юрій.

    ReplyDelete
    Replies
    1. Cпасибо за отзыв!

      С Вашего позволения, пишу на русском. У меня схема была такая: электроды коммутировались либо на измерение напряжения либо на пропускание тока. Токовые электроды (пара) для каждого измерения смещались по кругу. На токовых электродах напряжения не имерялись, а снимались с остальных электродов. Частота тока (1мА) была в районе 10-20 кГц. Решал задачу используя итеративный алгоритм Гаусса-Ньютона и метод конечных элементов.

      Похоже, что измерение с токовых электродов нежелательно, т.к. может быть большая ошибка в измерениях.

      Юрий, на почтовый ящик, который Вы указали письмо отправить не удалось....

      Delete
  7. Can you add a new article about the details of matlab coding and hardware setup.

    ReplyDelete
  8. Dmitry, dobri den ,

    Izvinite za translit, ne imeyu pod rukoi russkoi klaviaturi.
    Zanimayus pohojei temoi v UC Berkeley.


    U nas v laboratorii postroili experimentalnuyu ustanovku s max 32 electrodami,
    izuchaem vliyanie elektroporazii na tkani.

    Mi ispolzuem eidoors dlya reconstruckii, kak ya ponimayu, vi algoritmi napisali s nulya, otlichanaya rabota !

    Ochen blagodaren za vashi posti, bilo bi priyatno poobshatsya,
    ya na arie.coach@gmail.com, zovut Leonid.

    L.

    ReplyDelete
  9. Can you add a new article about the details of matlab coding and hardware setup.

    ReplyDelete
  10. Can you add a new article about the details of matlab coding and hardware setup.

    ReplyDelete
  11. Great step by step solution, thanks for the help! http://wisentechnologies.com/it-courses/java-training.aspx" title="Java Training in Chennai">Java Training in Chennai. | http://wisenitsolutions.com/IT-Courses/Java-Training" title="Java Online Training India">Java Online Training India | http://wisenitsolutions.com/IT-Courses/JavaEE-Training" title="Java EE Online Training" >Java EE Online Training

    ReplyDelete