[發(fā)明專利]CT約束的電阻抗醫(yī)療成像方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810335355.4
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108888268B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設計）人: 張捷;李子昂
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: A61B5/053
• 分類號: A61B5/053
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 崔亞松

1.一種CT約束的電阻抗醫(yī)療成像方法，包括：

(1)在待測區(qū)域布設電極，所述電極包括注入電極和測量電極；

(2)向注入電極注入微電流，通過測量電極獲取測量電壓，與此同時，對待測部位進行CT影像掃描，獲取待測部位CT值；

(3)按照經驗，建立一個應用于電阻抗醫(yī)療成像的初始模型；

(4)執(zhí)行CT約束下的電阻抗聯(lián)合反演過程，所述電阻抗聯(lián)合反演過程：根據初始模型，通過有限元正演計算理論電壓，與測量電壓相減獲得電壓殘差；根據初始模型以及CT模型，計算交叉梯度函數(shù)；通過高斯牛頓迭代法得到電阻抗殘差，將電阻抗殘差改正到初始模型得到新的電阻抗模型；

交叉梯度函數(shù)t(m_E,m_C)的函數(shù)表現(xiàn)形式為：

其中，m_E表示阻抗分布，m_C表示CT值分布；

(5)獲取電壓殘差曲線，判斷電壓殘差曲線是否收斂，如果不收斂，將新的電阻抗模型定義為初始模型，計算電壓殘差，計算交叉梯度函數(shù)，再次進行迭代得到新的電阻抗模型；如果收斂，則輸出當前反演所得電阻抗模型，作為最終反演結果。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，如果不建立初始模型，初始模型默認設為均勻模型。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述電阻抗聯(lián)合反演過程利用最小化一個目標函數(shù)來求解最優(yōu)的電阻抗分布，所述目標函數(shù)為：

Φ(m)＝||d_E-S(m_E)||²+||αL m_E||²+||βt(m_E,m_C)||²

其中d_E表示測量電壓，S(m_E)表示正演計算得到的理論電壓，m_E表示阻抗分布，m_C表示CT值分布，L表示正則化算子，α表示正則化權重因子，t(m_E,m_C)表示交叉梯度函數(shù)，β表示交叉梯度權重因子。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述交叉梯度函數(shù)的定義為一個給定三角形單元的重心T(x₀,y₀)與其相鄰的三個三角形的對應關系，A(x₁,y₁)、B(x₂,y₂)、C(x₃,y₃)分別為三個三角形的重心，交叉梯度函數(shù)t(m_E,m_C)的函數(shù)表現(xiàn)形式為：

其中，

其中m_E1、m_E2、m_E3分別為所述三個相鄰三角形中的阻抗分布，m_C1、m_C2、m_C3分別為所述三個相鄰三角形中的CT值分布。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，測量電壓的步驟包括：在待測部位設計多點分別輸入微量直流電流，在每一次輸入電流的同時，測量該待測部位的多點電壓值，改變電流輸入點，直至測量充分覆蓋該待測部位。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟(1)中，注入電極以及測量電極的布設遵從對向驅動模式。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟(2)中，對于同一測量部位，在不同時間段重復獲取相同點的測量電壓。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟(4)中，所述交叉梯度函數(shù)采用在有限元下的表現(xiàn)形式。