[發(fā)明專利]電阻抗成像設(shè)備和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910261647.2
• 申請(qǐng)日: 2019-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109864712A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張昕;王誼冰;張可;于洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京華睿博視醫(yī)學(xué)影像技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): A61B5/00
• 分類號(hào): A61B5/00;A61B5/053
• 代理公司: 北京卓孚知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11523
• 代理人: 劉光明;任宇

提供一種電阻抗成像設(shè)備和方法。根據(jù)本發(fā)明的電阻抗成像設(shè)備（100）總體上由傳感模塊（101）、數(shù)據(jù)采集模塊（102）、通訊模塊（103）、數(shù)據(jù)處理模塊（104）、成像顯示模塊（105）和電源模塊（106）組成。根據(jù)本發(fā)明的電阻抗成像設(shè)備（100）應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像，可以利用體內(nèi)電極對(duì)待測(cè)生物體組織進(jìn)行同時(shí)多頻激勵(lì)和測(cè)量，利用測(cè)量到的復(fù)電壓信號(hào)進(jìn)行三維圖像重建，可同時(shí)且實(shí)時(shí)顯示通氣和灌注圖像，從而提高采集數(shù)據(jù)的數(shù)量，提高數(shù)據(jù)采集的速度，提高測(cè)量信號(hào)對(duì)體內(nèi)組織電導(dǎo)率的敏感度，有利于圖像分析對(duì)比、疾病檢測(cè)和診斷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電阻抗成像技術(shù)，更具體涉及一種應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像的三維同時(shí)多頻復(fù)電阻抗成像設(shè)備和方法。

背景技術(shù)

電阻抗成像（Electrical Impedance Tomography, EIT）是一種無(wú)創(chuàng)的、以人體或其他生物體內(nèi)部的電阻率分布為目標(biāo)的重建體內(nèi)組織圖像的技術(shù)。人體是一個(gè)大的生物電導(dǎo)體，各組織、器官均有一定的阻抗，當(dāng)人體的局部器官發(fā)生病變時(shí)，局部部位的阻抗必然與其他部位不同，因而可以通過(guò)阻抗的測(cè)量來(lái)對(duì)人體器官的病變進(jìn)行診斷。

目前的電阻抗成像設(shè)備均使用體外電極進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，也就是說(shuō)，電極全部排布在人體待測(cè)部位的外表面。這樣采集到的信號(hào)對(duì)生物體內(nèi)的電學(xué)不均勻性并不敏感。因此，EIT圖像重建問(wèn)題往往是個(gè)嚴(yán)重病態(tài)的問(wèn)題。實(shí)際的測(cè)量數(shù)據(jù)往往含有噪聲，而且圖像重建所使用的正向模型往往具有誤差，這將導(dǎo)致重建出的圖像含有偽影。這些偽影甚至?xí)谏w真實(shí)的目標(biāo)，從而使后續(xù)的圖像解釋和醫(yī)學(xué)挖掘工作變得困難。

在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，目前的電阻抗成像設(shè)備每次使用一個(gè)恒流源進(jìn)行激勵(lì)，然后對(duì)產(chǎn)生的電壓信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。在測(cè)量完產(chǎn)生的電壓信號(hào)之后，電阻抗成像設(shè)備再將恒流源切換到下一個(gè)位置進(jìn)行激勵(lì)。當(dāng)電極的數(shù)目很多時(shí)，需要對(duì)恒流源的位置進(jìn)行多次切換，這會(huì)在一定程度上限制數(shù)據(jù)采集的速度，從而不利于實(shí)時(shí)圖像重建。

在成像階段，目前的電阻抗成像設(shè)備采用的是差分成像，重建出的圖像反映的是兩個(gè)時(shí)刻或兩個(gè)頻率之間人體組織電學(xué)特性的變化。然而，在實(shí)際應(yīng)用中生物體組織定量的電學(xué)特性往往包含重要的醫(yī)學(xué)信息，這在差分圖像中是無(wú)法獲得的。

目前的電阻抗成像設(shè)備顯示出的圖像為二維圖像，反映出的是人體組織某個(gè)斷面的電導(dǎo)率或介電常數(shù)圖像。但是，二維圖像無(wú)法反映生物體組織或器官的三維結(jié)構(gòu)信息，這會(huì)對(duì)疾病的檢測(cè)和診斷造成不便。

此外，目前的電阻抗成像設(shè)備或者只能顯示肺部通氣圖像，或者單獨(dú)顯示肺部通氣圖像和灌注圖像之一，無(wú)法同時(shí)顯示肺部通氣圖像和灌注圖像。而在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)肺部通氣圖像和灌注圖像的同步分析具有重要醫(yī)學(xué)意義。

因此，希望能夠提供一種電阻抗成像設(shè)備和方法，應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，通過(guò)對(duì)待測(cè)生物體組織進(jìn)行同時(shí)多頻激勵(lì)和測(cè)量，利用測(cè)量到的復(fù)電壓信號(hào)進(jìn)行三維圖像重建，從而定性或定量測(cè)量生物體組織的電導(dǎo)率或介電常數(shù)特性。

發(fā)明內(nèi)容

如前所述，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種三維同時(shí)多頻復(fù)電阻抗醫(yī)學(xué)成像設(shè)備，它通過(guò)對(duì)待測(cè)生物體組織進(jìn)行同時(shí)多頻激勵(lì)和測(cè)量，利用測(cè)量到的復(fù)電壓信號(hào)進(jìn)行三維圖像重建，從而定性或定量測(cè)量生物體組織的電導(dǎo)率或介電常數(shù)特性。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明的第一方面提供了一種電阻抗成像設(shè)備。所述電阻抗成像設(shè)備可以包括：傳感模塊，采用電極陣列的形式，固定在人體被測(cè)量部位的周圍；數(shù)據(jù)采集模塊，用于向所述傳感模塊施加恒流激勵(lì)信號(hào)，并且測(cè)量所述傳感模塊中電極陣列上的復(fù)電壓信號(hào)；通訊模塊，用于將所述數(shù)據(jù)采集模塊采集到的復(fù)電壓信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊，并且將數(shù)據(jù)處理模塊的控制命令傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集模塊；數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)采集模塊采集到的復(fù)電壓信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理以及圖像重建；成像顯示模塊，用于顯示所述數(shù)據(jù)處理模塊生成的計(jì)算結(jié)果以及圖像；電源模塊，用于向上述模塊供電。