[發明專利]抑制組織間互感耦合作用的多頻電磁層析成像方法

有效

• 申請號: 201710090241.3
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106901733B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 譚超;肖志利;董峰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61B5/05
• 分類號: A61B5/05;A61B5/0265
• 代理公司: 12201 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種抑制組織間互感耦合作用的多頻電磁層析成像方法，將多個線圈分布在被測物場周圍，采用循環激勵，循環檢測的方式，給激勵線圈依次通入不同頻率的交變激勵電流，位于被測區域周圍的檢測線圈在不同頻率下依次產生感應電壓，進而獲取信號相移，通過已知的被測區域中健康腦不同組織的電導率，求取健康腦生物組織的電感耦合信息，用于修正多頻電磁層析成像方法，實現抑制組織間互感耦合作用的多頻電磁層析成像檢測。本發明可以降低由于生物組織間互感耦合作用、提高腦出血成像的分辨率。

技術領域

本發明屬于生物成像技術領域，涉及一種降低因生物組織在電磁場中電感耦合作用所產生誤差的多頻成像方法，用于腦出血的非接觸式檢測。

背景技術

目前臨床中經常使用CT，MRI等醫學成像方法檢測腦出血等顱內疾病，但是CT含有放射源，MRI具有強磁場，只能用于一次性檢測，無法用于長期連續監護顱內病變。為了實現顱內病變的連續監護，急需一種無輻射、弱磁場的可實現人體連續監控的醫學成像技術。電磁層析成像是一種基于電磁感應原理的電學層析成像技術，由于電磁場可以穿透電導率較低的顱骨，以及其非接觸、無輻射、價格低廉等特點，可實現腦出血等病灶的長期連續監測，具有很大的發展前景。

電磁層析成像技術用于腦出血檢測時，在圖像重建求邊界測量值時有時間差和頻率差兩種方法，其中頻率差方法利用了生物組織的電導率隨頻率變化的特點，將兩個不同頻率下的腦組織電導率得到的檢測信號做差，作為邊界測量值進行圖像重建，獲得所有組織在兩個頻率下的電導率差分布。然而，其他腦組織電導率隨頻率的變化會引起腦出血成像結果中存在的偽影，影響腦出血成像的分辨率。假設所有組織產生的檢測信號是每一種組織產生的檢測信號的線性疊加，可以使用多頻率依次激勵的方法從所有組織的測試信息中分離出腦出血信息，進而針對腦出血的位置和尺寸進行單獨的圖像重建，可以提高腦出血的位置和大小的成像精度。然而，由于生物組織在電磁場中產生渦流，且渦流之間的互感耦合會導致所有組織產生的檢測信號并不是一種組織產生的檢測信號的線性疊加，給多頻電磁層析成像方法帶來誤差，需要進一步修正。

發明內容

本發明的目的是提供一種可以降低由于生物組織間互感耦合作用、提高腦出血成像的分辨率的多頻電磁層析成像方法。本發明的技術方案如下：

一種抑制組織間互感耦合作用的多頻電磁層析成像方法，將多個線圈分布在被測物場周圍，采用循環激勵，循環檢測的方式，給激勵線圈依次通入不同頻率的交變激勵電流，位于被測區域周圍的檢測線圈在不同頻率下依次產生感應電壓，進而獲取信號相移，通過已知的被測區域中健康腦不同組織的電導率，求取健康腦生物組織的電感耦合信息，用于修正多頻電磁層析成像方法，實現抑制組織間互感耦合作用的多頻電磁層析成像檢測，方法如下：

(1)利用式通過有限元方法計算出在激勵電流頻率為f_i時，健康腦組織j在檢測線圈上引起的檢測電壓差其中，j是健康腦組織標號，1≤j≤n，n為所有健康腦組織個數；i是激勵頻率標號，f_i取兩個頻率f₁和f₂；是在激勵電流頻率為f_i時敏感場中存在健康腦組織j時檢測線圈上的檢測電壓；是在激勵電流頻率為f_i時敏感場中只有空氣分布時檢測線圈上的檢測電壓。

(2)利用式計算出在激勵電流頻率為f_i時，健康腦組織j引起的檢測電壓的相移

(3)利用式計算出在激勵電流頻率為f_i時，健康腦組織j和k之間耦合引起的相移其中是健康腦組織j和k同時存在時引起的檢測線圈上檢測電壓的相移；是健康腦中只有組織k存在時引起的檢測線圈上檢測電壓的相移。