[發明專利]三維心磁源定位方法、系統及服務器

在審

• 申請號: 201710117432.4
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106901717A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 陶蓉;張樹林;張朝祥
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: A61B5/04
• 分類號: A61B5/04
• 代理公司: 上海光華專利事務所31219
• 代理人: 徐秋平

技術領域

本發明屬于生物醫學信號分析領域，涉及一種定位方法和系統，特別是涉及一種三維心磁源定位方法、系統及服務器。

背景技術

心磁圖是一種基于SQUID系統的新型心臟監控手段，具有無創，無輻射，高靈敏度的特點。臨床研究表明，心磁圖在心律失常，心肌缺血等疾病的早期診斷方面優于心電等其他監控手段，有極大的應用前景。

心磁圖源定位是一種重要的心磁圖數據分析方法，將心臟細胞電活動產生的大量微電流集合等效為有限的電流源的活動，使用重建算法去計算電流源的位置，方向和幅度，，推測心臟的生理活動。心磁圖的源定位結果與心磁圖數據息息相關。目前，常用的心磁數據是單個軸向梯度分量，通過在空間排列形成36通道及以上的陣列測量心臟磁場。此類系統的缺陷是只能記錄心臟磁場沿軸向的變化，無法探測磁場的水平分量，因而只能重建二維的平面電流源，無法反映心臟真實的三維電流源活動。為了彌補軸向梯度計的缺點，近年來新研制全張量心磁圖系統。理論上，全張量心磁系統記錄了空間三維張量信息，包括磁場的垂直分量和水平分量，基于全張量心磁圖數據可以重建三維電流源。

除了全張量心磁圖數據，合適的源定位算法和準確的先驗信息對心磁圖定位精度也會產生很大的影響。理論上，心磁源重建屬于不適定問題。具體表現在，用少量等效電流源去模擬復雜的心肌電流時，尋優算法的結果往往不收斂或受限于局部最小值。目前，心磁源定位算法具有算法迭代次數多，算法效率低，定位誤差大等缺陷。

因此，如何提供一種三維心磁源定位方法、系統及服務器，以解決現有心磁源定位算法具有算法迭代次數多，算法效率低，定位誤差大等種種缺陷，實已成為本領域從業者亟待解決的技術問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于全張量心磁圖數據的三維心磁源定位方法、系統及服務器，用于解決現有技術中心磁源定位算法具有算法迭代次數多，算法效率低，定位誤差大的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明一方面提供一種三維心磁源定位方法，所述三維心磁源定位方法包括以下步驟：在通過全張量心磁圖儀在人體胸腔上方的指定區域內進行測量之后，獲取一個測量點或多個測量點的均勻場分量數據和均勻場分量數據對應的一階梯度張量數據；根據預先建立的三維先驗陣列，重建心磁源，并推算出擬合的測量點磁場梯度場值；利用用于篩選所述心磁源最優解的誤差函數，篩選出最小的誤差函數的數值對應的心磁源。

于本發明的一實施例中，所述測量點的均勻場分量數據包括X軸方向的均勻場分量數據、Y軸方向的均勻場分量數據、和/或Z軸方向的均勻場分量數據；所述測量點的一階梯度張量數據包括：X軸方向的均勻場分量數據偏x的一階梯度張量數據、X軸方向的均勻場分量數據偏y的一階梯度張量數據、X軸方向的均勻場分量數據偏z的一階梯度張量數據；Y軸方向的均勻場分量數據偏x的一階梯度張量數據、Y軸方向的均勻場分量數據偏y的一階梯度張量數據、Y軸方向的均勻場分量數據偏z的一階梯度張量數據；和/或Z軸方向的均勻場分量數據偏x的一階梯度張量數據、Z軸方向的均勻場分量數據偏y的一階梯度張量數據、Z軸方向的均勻場分量數據偏z的一階梯度張量數據；其中，X軸方向的均勻場分量數據偏y的一階梯度張量數據＝Y軸方向的均勻場分量數據偏x的一階梯度張量數據；Y軸方向的均勻場分量數據偏z的一階梯度張量數據＝Z軸方向的均勻場分量數據偏y的一階梯度張量數據；X軸方向的均勻場分量數據偏z的一階梯度張量數據＝Z軸方向的均勻場分量數據偏x的一階梯度張量數據；X軸方向的均勻場分量數據偏x的一階梯度張量數據+Y軸方向的均勻場分量數據偏y的一階梯度張量數據+Z軸方向的均勻場分量數據偏z的一階梯度張量數據＝0；原始的測量點磁場梯度場值＝{X軸方向的均勻場分量數據偏x的一階梯度張量數據，X軸方向的均勻場分量數據偏y的一階梯度張量數據，X軸方向的均勻場分量數據偏z的一階梯度張量數據，Y軸方向的均勻場分量數據偏z的一階梯度張量數據，Z軸方向的均勻場分量數據偏z的一階梯度張量數據，Z軸方向的均勻場分量數據}。

于本發明的一實施例中，所述誤差函數的表達式為：

其中，k為通過全張量心磁圖儀獲取的測量點的總數。

于本發明的一實施例中，重建的心磁源包括X軸的位置參數，Y軸的位置參數，Z軸的位置參數；及X軸的方向參數，Y軸的方向參數，Z軸的方向參數。