[發(fā)明專利]一種優(yōu)化邊緣靈敏度的EIT傳感器設(shè)計(jì)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110660240.4
• 申請(qǐng)日: 2021-06-15
• 公開（公告）號(hào): CN113413149A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施艷艷;田志威;付峰;楊濱;周怡敏;劉學(xué)超;李磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/0536
• 分類號(hào): A61B5/0536
• 代理公司: 新鄉(xiāng)市平原智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41139
• 代理人: 路寬

1.一種優(yōu)化邊緣靈敏度的EIT傳感器設(shè)計(jì)方法，其特征在于具體步驟如下：

步驟一、在患者距雙眉往上3cm的水平面上，在顱腦前額外圍中心與后枕外圍中心各放置一個(gè)電極作為固定電極，將其余n-2個(gè)電極以電極中心間隔弧長(zhǎng)為放置，其中c為患者顱腦在該水平面的周長(zhǎng)，n為電極數(shù)；

步驟二、采用相對(duì)激勵(lì)模式，相鄰測(cè)量模式采集邊界電壓，計(jì)算靈敏度矩陣并進(jìn)行初始圖像重建；

步驟三、根據(jù)初始圖像判斷腦出血患者病變位置，若病變位置處于θ1區(qū)域，即前額至兩側(cè)太陽(yáng)穴所圍區(qū)域，或處于θ2區(qū)域，即兩側(cè)耳后至后枕所圍區(qū)域時(shí)，分別對(duì)電極進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)計(jì)算并保留病變所處區(qū)域的相對(duì)靈敏度RS和模糊半徑BR：

式中，S_θi表示θi區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)靈敏度值，S表示整個(gè)腦部區(qū)域的像素點(diǎn)靈敏度值，其中i的取值范圍為1或2；

式中，R_t表示病變部位半徑，A_t表示病變部位面積，R表示整個(gè)區(qū)域半徑，A表示整個(gè)區(qū)域面積，BR值越小，表示成像目標(biāo)越精確，偽影更少；

電極優(yōu)化具體步驟如下：

(3.1)若病變區(qū)域位于θ1范圍內(nèi)進(jìn)行如下步驟：

步驟3.11、將前額至雙耳范圍內(nèi)的電極定為電極組一，其余電極定為電極組二；

步驟3.12、前額固定電極的位置不動(dòng)，將電極組一中電極中心的間隔弧長(zhǎng)均從逐次同時(shí)縮短，每次縮短步長(zhǎng)為其中e為單個(gè)電極的長(zhǎng)度，同時(shí)計(jì)算并保留每次縮短后相對(duì)靈敏度RS和模糊半徑BR，電極中心間隔弧長(zhǎng)縮短的約束條件為任意電極邊緣之間的間距不能小于e；

步驟3.13、篩選出所有間隔弧長(zhǎng)位置所保存的RS數(shù)據(jù)中的最大值，并判斷此時(shí)模糊半徑BR數(shù)值是否比初始圖像的BR值更小，若是，則將該位置定為電極組一的最優(yōu)位置，結(jié)束該電極組優(yōu)化，若否則去除該位置數(shù)據(jù)，重復(fù)本步驟，篩選新的RS最大值位置，直到獲得最優(yōu)的電極位置；

步驟3.14、將電極組一固定到最優(yōu)位置，后枕固定電極的位置不動(dòng)，將電極組二中電極的電極中心間隔弧長(zhǎng)均從逐次同時(shí)加長(zhǎng)，每次加長(zhǎng)步長(zhǎng)為同時(shí)計(jì)算并保留每次加長(zhǎng)后相對(duì)靈敏度RS和模糊半徑BR，電極中心間隔弧長(zhǎng)加長(zhǎng)的約束條件為任意電極邊緣之間的間距不能小于e；

步驟3.15、去除所有雙耳至后枕范圍內(nèi)電極數(shù)小于的位置數(shù)據(jù)后，再篩選出所有間隔弧長(zhǎng)位置所保存的RS數(shù)據(jù)中的最大值，并判斷此時(shí)模糊半徑BR數(shù)值是否比初始圖像BR值更小，若是，則將該位置定為電極組二的最優(yōu)位置，結(jié)束該電極組優(yōu)化，若否則去除該位置數(shù)據(jù)，重復(fù)本步驟，篩選新的RS最大值位置，直到獲得最優(yōu)的電極位置；

步驟3.16、固定電極組二到最優(yōu)位置，結(jié)束本區(qū)域優(yōu)化；

(3.2)若病變區(qū)域位于θ2范圍內(nèi)進(jìn)行如下步驟：

步驟3.21、將前額至雙耳范圍內(nèi)的電極定為電極組一，其余電極定為電極組二；

步驟3.22、后枕固定電極的位置不動(dòng)，將電極組二中電極中心的間隔弧長(zhǎng)均從逐次同步縮短，每次縮短步長(zhǎng)為其中e為單個(gè)電極的長(zhǎng)度，同時(shí)計(jì)算并保留每次縮短后相對(duì)靈敏度RS和模糊半徑BR，電極中心間隔弧長(zhǎng)縮短的約束條件為任意電極邊緣之間的間距不能小于e；

步驟3.23、篩選出所有間隔弧長(zhǎng)位置所保存的RS數(shù)據(jù)中的最大值，并判斷此時(shí)模糊半徑BR數(shù)值是否比初始圖像BR值更小，若是，則將該位置定為電極組二的最優(yōu)位置，結(jié)束該電極組優(yōu)化，若否則去除該位置數(shù)據(jù)，重復(fù)本步驟，篩選新的RS最大值位置，直到獲得最優(yōu)的電極位置；

步驟3.24、將電極組二固定到最優(yōu)位置，前額固定電極的位置不動(dòng)，將電極組一中電極中心的間隔弧長(zhǎng)均從逐次同時(shí)加長(zhǎng)，每次加長(zhǎng)步長(zhǎng)為同時(shí)計(jì)算并保留每次加長(zhǎng)后相對(duì)靈敏度RS和模糊半徑BR，電極中心間隔弧長(zhǎng)加長(zhǎng)的約束條件為任意電極邊緣之間的間距不能小于e；

步驟3.25、去除所有雙耳至后枕范圍內(nèi)電極數(shù)小于的位置數(shù)據(jù)后，再篩選出所有間隔弧長(zhǎng)位置所保存的RS數(shù)據(jù)中的最大值，并判斷此時(shí)模糊半徑BR數(shù)值是否比初始圖像BR值更小，若是，則將該位置定為電極組一的最優(yōu)位置，結(jié)束該電極組優(yōu)化，若否則去除該位置數(shù)據(jù)，重復(fù)本步驟，篩選新的RS最大值位置，直到獲得最優(yōu)的電極位置；

步驟3.26、固定電極組一到最優(yōu)位置，結(jié)束本區(qū)域優(yōu)化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化邊緣靈敏度的EIT傳感器設(shè)計(jì)方法，其特征在于：電極數(shù)n的取值范圍為8、10、12、14、16或18。