[發明專利]一種基于呼吸狀態空間重構的體內組織呼吸運動估計方法

在審

• 申請號: 201710286510.3
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN106963383A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 黃曉林;宓錦濤;張婕;陳穎;葛云
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08;A61B5/11;A61B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于呼吸狀態空間重構的體內組織呼吸運動估計方法，其特征在于：包括以下步驟

(1)在建模階段，同步采集因自主呼吸而產生的體外連續性狀態信號和體內組織的運動信號；根據體外狀態信號利用延時嵌入法重構狀態空間S，依據時間對應關系，構建體外狀態空間-體內運動空間數據集T；

(2)在估計階段，實測當前時刻的體外狀態信號，確定其在狀態空間中的位置，并在狀態空間S中找到其相似狀態，根據時間對應關系，估計當前的體內組織運動信號。

2.如權利要求1所述的一種基于呼吸狀態空間重構的體內組織呼吸運動估計方法，其特征在于：所述步驟1中根據呼吸狀態信號利用延時嵌入法重構狀態空間S包括以下步驟：

1.1體外呼吸狀態信號{x(i)：1≤i≤N}按照嵌入維數d和嵌入延遲τ構建向量：

s(i)＝[x(i)，x(i+τ)，…，x(i+(d-1)τ)]，i＝1，2，…，N-(d-1)τ；

1.2狀態空間S＝{s(i)|i＝1，2，…，N-(d-1)τ}。

3.如權利要求1所述的一種基于呼吸狀態空間重構的體內組織呼吸運動估計方法，其特征在于：所述步驟1中體外狀態空間-體內運動空間數據集T具體構建為

T＝{(s(j)，y(j+(d-1)τ))|j＝1，2，…，N-(d-1)τ}。

4.如權利要求1所述的一種基于呼吸狀態空間重構的體內組織呼吸運動估計方法，其特征在于：所述步驟2中實測當前時刻的體外呼吸狀態信號，在狀態空間S中找到其相似狀態包括以下步驟：

2.1當前時刻的體外參考點運動信號x(t)與其過去時刻的d個信號組成向量s′，具體為

s′＝[x(t-(d-1)τ)，x(t-(d-2)τ)，…，x(t-τ)，x(t)]；

2.2根據公式定義s′與狀態空間S中各向量的相似性，取其最小的前M個向量組成集合{s′_NN(k)：k＝1，2，…，M}。

5.如權利要求1所述的一種基于呼吸狀態空間重構的體內組織呼吸運動估計方法，其特征在于：所述步驟2中根據時間對應關系，估計當前的體內組織呼吸運動信號具體包括以下步驟：

2.3根據時間同步對應關系，在數據集T中找到與{s′_NN(k)：k＝1，2，…，M}相對應的M個體內組織運動信號集合{y(k)：k＝1，2，…，M}；

2.4當前時刻的體內組織呼吸運動信號估計為