电阻抗成像技术(Electrical Impedance Tomography, EIT)是当今生物医学工程学重大研究课题之一,它是继形态、结构成像之后,于最近二十年才出现的新一代无损伤成像技术。电阻抗成像技术通过配置于人体体表的电极阵列,提取与人体生理、病理状态相关的组织或器官的电特性信息,不但反映了解剖学结构,更重要的是可望给出功能性图像结果,这是X-CT、核磁共振等其它成像技术难以实现的。本论文以电阻抗成像技术为研究对象,实现了基于全电极模型的有限元法的正问题计算,并对于动静态电阻抗重构算法、以及开放式电阻抗成像技术的原理、建模和应用等方面进行了研究,搭建了开放式电阻抗成像系统软件平台,可实现模型显示、实时测量、图像输出等功能,便于进行各种实验和验证仿真结果。本文的主要工作如下:①在电阻抗成像正问题研究中,研究了四种数学模型的不同特点,并比较了全电极模型的计算数据与实测数据差别,实验结果验证了全电极模型的计算精度。使用稀疏矩阵封装有限元方程,可实现一次性计算各次测量的边界电压值。②在电阻抗成像重构技术研究中,阐述了正则化牛顿-拉夫逊算法的原理,并通过仿真实验对比了Tikhonov正则化与变差正则化重构的性能。为了结合两种算法的优势,提出了基于混合正则化算法的动态算法,并对该方法的实现过程及其图像重建性能进行了研究。③提出了开放式电阻抗成像模型,它能够解决临床应用中电极定位不准确的问题。通过仿真实验确定了开放式场域的尺寸和电流注入策略,并使用动态混合正则化算法进行开放式电阻抗重构仿真和水槽实验,结果表明重构图像对浅层目标具有良好的分辨率,对于浅层体表的医学检测,具有一定的应用价值。④在MATLAB环境下建立开放式电阻抗成像软件平台,实现有限元显示、串口通信、采集电压数据、正、反问题计算、数据和图形输出等功能。最后对论文的研究工作进行了总结,给出了所完成的主要研究工作及取得的成果,指出了目前存在的问题,提出了一些不足之处及对本课题今后的研究展望。