亚兹达尼安,哈桑;Guilherme B.萨图尼诺。;阿克塞尔·蒂尔舍尔;金·努森 使用FFT快速评估电导率成像的Biot-Savart积分。 (英语) Zbl 1436.65021号 J.计算。物理学。 411,文章ID 109408,10 p.(2020). 摘要:磁共振电阻抗断层成像(MREIT)和电流密度成像(MRCDI)正在成为无创评估体内生物组织电导率和电流密度分布的新方法。准确、快速地计算低频电流引起的磁场是开发、评估和应用重建方法的核心部分,重建方法是根据测量的MR数据分别估算电导率和电流密度的基础。然而,执行这些计算的方法在文献中尚未建立。在当前的工作中,我们描述了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的快速有效的Biot-Savart积分计算方法,并评估了其收敛性。我们表明,该方法可以在标准计算机上在一分钟内计算出真实人头模型中的磁场,而误差保持在2%以下。 引用于2文件 MSC公司: 65D18天 计算机图形、图像分析和计算几何的数值方面 92 C55 生物医学成像和信号处理 65天30分 数值积分 65T50型 离散和快速傅里叶变换的数值方法 关键词:毕奥-萨伐尔积分;电导率;快速傅立叶变换;正向问题;磁场 软件:FFTW公司;OpenMEG公司;EIDORS公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{H.Yazdanian}等人,J.Compute。物理。411,文章ID 109408,10 p.(2020;Zbl 1436.65021) 全文: 内政部 参考文献: [1] Seo,J.K。;Woo,E.J.,使用MREIT的低频电组织特性成像,IEEE Trans。生物识别。工程师,61,5,1390-1399(2014) [2] Song,Y。;H.阿马利。;Seo,J.K.,具有高度欠采样数据的快速磁共振电阻抗断层成像,SIAM J.Imaging Sci。,10, 2, 558-577 (2017) ·Zbl 1371.35356号 [3] Kwon,O.I。;Sajib,S.Z。;塞尔萨,I。;哦,T.I。;Jeong,W.C。;Kim,H.J。;Woo,E.J.,使用DT-MRI和MREIT进行经颅直流电刺激期间的电流密度成像:算法开发和数值模拟,IEEE Trans。生物识别。工程师,63,1,168-175(2015) [4] 哥克苏,C。;Hanson,L.G。;Siebner,H.R。;埃塞斯,P。;舍弗勒,K。;Thielscher,A.,人体活体脑磁共振电流密度成像(MRCDI),NeuroImage,171,26-39(2018) [5] 帕克,C。;Lee,B.I。;Kwon,O.I.,MREIT和MRCDI中磁通密度一个分量的可恢复电流分析,Phys。医学生物学。,52, 11, 3001 (2007) [6] Ider,Y.Z。;Onart,S.,使用磁通密度的一个分量进行三维磁共振电阻抗断层成像(MREIT)的代数重建,Physiol。测量。,25, 1, 281 (2004) [7] Chauhan,M。;Indahlastari,A。;Kasinadhuni,A.K。;Schär,M。;Mareci,T.H。;Sadleir,R.J.,使用DT-MREIT对活体人头进行低频电导张量成像:首次研究,IEEE Trans。医学成像,37,4,966-976(2017) [8] 孟振杰。;Sajib,S.Z。;Chauhan,M。;Sadleir,R.J。;Kim,H.J。;Kwon,O.I。;Woo,E.J.,用于脑肿瘤检测的MREIT电导成像的数值模拟,计算机。数学。方法医学(2013) [9] Sajib,S.Z。;Katoch,N。;Kim,H.J。;Kwon,O.I。;Woo,E.J.,《使用MRI的低频电导率和电流密度成像软件工具箱》,IEEE Trans。生物识别。工程师,64,11,2505-2514(2017) [10] Lee,B.I。;哦,S.H。;吴,E.J。;Lee,S.Y。;Cho,M.H。;Kwon,O。;Seo,J.K。;Lee,J.-Y。;Baek,W.S.,使用凹陷电极的磁共振电阻抗断层扫描(MREIT)的三维正向解算器及其性能分析,Phys。医学生物学。,1971年8月13日(2003年) [11] Minhas,A.S。;Kim,H.H。;孟振杰。;Kim,Y.T。;Kim,H.J。;Woo,E.J.,静态生物电磁和MRI的三维MREIT模拟器,生物医学。发动机。莱特。,1, 2, 129-136 (2011) [12] 施瓦茨,B.L。;Chauhan,M。;Sadleir,R.J.,导电各向异性神经组织的分析建模,J.Appl。物理。,124,6,第064701条pp.(2018) [13] Antal,A。;比克森,M。;Datta,A。;拉丰,B。;Dechent,P。;帕拉,L.C。;Paulus,W.,大脑常规功能磁共振成像期间电刺激诱发的成像伪影,NeuroImage,85,1040-1047(2014) [14] Adedoyin,A。;Andrei,P.,《使用快速多重方法的三维静磁》,IEEE Trans。马格纳。,43, 6, 2914-2916 (2007) [15] Boyd,J.P.,《多极展开和伪谱基数函数:快速傅里叶变换的新推广》,J.Compute。物理。,103, 1, 184-186 (1992) ·Zbl 0765.65022号 [16] Thielscher,A。;Antunes,A。;Saturnino,G.B.,《经颅磁刺激的场模拟:了解TMS生理效应的有用工具?》?,(2015年第37届IEEE医学和生物学会工程国际年会(EMBC)(2015),IEEE),222-225 [17] 阿德勒。;Lionheart,W.R.,《EIDORS的使用和滥用:EIT的可扩展软件基础》,Physiol。测量。,27、5、S25(2006) [18] Gramfort,A。;帕帕佐普洛,T。;Olivi,E。;Clerc,M.,OpenMEG:准静态生物电磁学开源软件,Biomed。Eng.Online,9,1,45(2010年) [19] Knudsen,K。;米勒,J。;Siltanen,S.,平面上dbar方程的数值解法,J.Comput。物理。,1982500-517(2004年)·兹比尔1059.65116 [20] Priemer,R.,《信号处理导论》,第6卷(1990年),世界科学出版社 [21] 萨图尼诺,G.B。;Madsen,K.H。;Thielscher,A.,《使用FEM进行经颅脑刺激的电场模拟:有效实施和误差分析》,《神经工程杂志》,第16、6期,第066032页,(2019年) [22] 尼尔森,J.D。;Madsen,K.H。;Puonti,O。;Siebner,H.R。;Bauer,C。;马德森,C.G。;萨图尼诺,G.B。;Thielscher,A.,《头部真实体积导体模型的MR图像自动颅骨分割:最新技术评估》,NeuroImage,174,587-598(2018) [23] 温德霍夫,M。;Opitz,A。;Thielscher,A.,《基于有限元的脑刺激电场计算:生成和使用精确个人头部模型的优化处理管道》,《Hum.brain Mapp.》。,34, 4, 923-935 (2013) [24] 萨图尼诺,G.B。;Antunes,A。;Thielscher,A.,关于电极参数对tDCS产生的电场模式形成的重要性,NeuroImage,120,25-35(2015) [25] Seo,J.K。;Yoon,J.R。;吴,E.J。;Kwon,O.,仅使用磁场测量的一个分量重建电导率和电流密度图像,IEEE Trans。生物识别。工程,50,9,1121-1124(2003) [26] 帕克,C。;Kwon,O。;吴,E.J。;Seo,J.K.,磁共振电阻抗成像(MREIT)中使用梯度分解算法的电导率成像,IEEE Trans。医学成像,23,3,388-394(2004) [27] Devaney,A.J.,《成像、层析成像和波场反演的数学基础》(2012),剑桥大学出版社,461-463,《电磁场》·Zbl 1259.65140号 [28] 弗里戈,M。;Johnson,S.G.,FFTW3的设计与实现,Proc。IEEE,93,2,216-231(2005) [29] 奥本海姆公司。;Schafer,R.W.,《离散时间信号处理》(2009),普伦蒂斯·霍尔出版社:普伦蒂斯霍尔出版社,美国新泽西州上鞍河 [30] Kythe,P.,《微分算子和应用的基本解决方案》(2012),Springer Science&Business Media 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。