[發明專利]激勵采集雙掃描模式的電阻抗成像系統及其信息獲取方法

有效

• 申請號: 201210045344.5
• 申請日: 2012-02-27
• 公開（公告）號: CN102579044A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 李剛;陳瑞娟;郝麗玲;劉近貞;林凌
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61B5/053
• 分類號: A61B5/053
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 溫國林

技術領域

本發明涉及生物醫學成像領域，特別涉及一種激勵采集雙掃描模式的電阻抗成像系統及其信息獲取方法。

背景技術

EIT(Electrical?Impedance?Tomography，電阻抗成像)是基于生物組織電特性差異的一種新型功能性成像，具有簡便、無創和廉價的優勢，對疾病的早期預防、診斷、治療和醫療普查等都具有十分重要的意義。

然而，電阻抗成像的實際測量大都采用在成像體表面固定安放有限個測量電極，并依次由一對電極進行激勵，其他電極進行測量的方式獲取成像信息^[1]。由于電極數目有限，且激勵信號注入模式有限，通常由邊界電極獲得的信息不足以決定目標內部的阻抗分布；而且邊界測量值對表面電極附近的阻抗變化高度敏感，但對目標中心處阻抗變化很不敏感，所有這些都表明EIT的求解是一個非線性的、高度欠定、病態的逆問題，從而使得目前的電阻抗成像分辨率與精確度不能達到臨床診斷的要求。

專利^[2]采用第一電極裝置和第二電極裝置中電極的任意組合對成像體進行信號激勵和采集，并通過改變兩電極裝置的間隔以使成像體至少部分的被壓縮。雖然激勵和測量的方式可以是電極陣列中的任意組合，但能夠測量的信息仍然受電極數量所限制，探測點之間的間隔也受電極陣列排布的制約，不容易改變。因此，陣列式電極裝置與信息獲取方法所能得到的測量信息仍然有限，難以大幅度改善電阻抗分布重建的欠定性和病態性，從而不能對電阻抗圖像的分辨率和重建精度帶來顯著的提高。

參考文獻：

[1]侯衛東，莫玉龍.基于遺傳算法的電阻抗圖像重建，生物醫學工程學雜志，2003，20(1)：107～111；

[2]用于進行電阻抗成像的設備和方法，公開(公告)號：CN101466303A，公開(公告)日：2009.06.24。

發明內容

本發明提出了一種激勵采集雙掃描模式的電阻抗成像系統及其信息獲取方法，本發明提高了電阻抗(譜)圖像重建精度和電阻抗圖像的分辨率，詳見下文描述：

一種激勵采集雙掃描模式的電阻抗成像系統，所述電阻抗成像系統包括：第一激勵電極、第二激勵電極、測量電極、激勵源、測量裝置和微處理器，其中，

所述第一激勵電極和所述第二激勵電極設置在成像體上，且所述第一激勵電極和/或所述第二激勵電極在所述成像體上移動；所述第一激勵電極和所述第二激勵電極將所述激勵源發出的激勵信號引入所述成像體；所述測量電極沿所述成像體的表面在所述第一激勵電極和所述第二激勵電極之間進行一維或二維的掃描；所述測量裝置通過所述測量電極采集所述成像體的多組電壓或電流分布曲線，并將所述多組電壓或電流分布曲線傳輸至所述微處理器，所述微處理器對所述多組電壓或電流分布曲線進行處理，重建所述成像體的電阻抗分布圖像。

所述激勵源具體為：電壓源或電流源。

所述激勵源具體為：單一頻率或多個頻率的電流源。

所述激勵源具體為：單一頻率或多個頻率的電壓源。

一種激勵采集雙掃描模式的電阻抗成像系統的電阻抗信息獲取方法，所述方法包括以下步驟：

(1)按照預設步長移動所述第一激勵電極和/或所述第二激勵電極，改變所述成像體內電場分布；

(2)所述測量電極沿所述成像體的表面在所述第一激勵電極和所述第二激勵電極之間進行一維或二維的掃描；所述測量裝置通過所述測量電極采集所述成像體的所述多組電壓或電流分布曲線；

(3)判斷所述第一激勵電極和/或所述第二激勵電極的移動距離是否覆蓋預設區域，如果是，執行步驟(4)；如果否，重新執行步驟(1)；

(4)所述測量裝置將所述多組電壓或電流分布曲線傳輸至所述微處理器，所述微處理器對所述多組電壓或電流分布曲線進行插值或抽樣得到重建所需信息，通過所述重建所需信息重建所述成像體的電阻抗分布圖像。

步驟(1)中的所述按照預設步長移動所述第一激勵電極和/或所述第二激勵電極，改變成像體內電場分布具體為：

按照所述預設步長移動所述第一激勵電極，或，

按照所述預設步長移動所述第二激勵電極，或，

所述第一激勵電極和所述第二激勵電極向同一方向移動所述預設步長。

步驟(2)中的所述所述測量電極沿所述成像體的表面在所述第一激勵電極和所述第二激勵電極之間進行一維或二維的掃描具體為：