[發明專利]一種用于肢體截面成像的電阻抗斷層成像測量方法，裝置，及系統

在審

• 申請號: 202210984330.3
• 申請日: 2022-08-17
• 公開（公告）號: CN115670420A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 朱真;陸鑫鑫;陳一臻;楊劍坤;王昊曦
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: A61B5/0536
• 分類號: A61B5/0536;A61B5/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 唐少群

1.一種用于肢體截面成像的電阻抗斷層成像測量方法，其特征在于，該方法包括：

針對一待測物，在其肢體表面設置多個柔性電極；

針對該多個柔性電極，按照一定的次序，在每個電極對之間輸入差分激勵電流，其中，在執行輸入差分激勵電流的操作時，測量其他電極對之間交變電壓，并解調出響應電壓信號的幅值和相位信息；

針對獲取的響應電壓信號的幅值和相位信息，采用圖像重構算法重構出內部截面的電導率圖像。

2.根據權利要求1所述的一種用于肢體截面成像的電阻抗斷層成像測量方法，其特征在于，所述的柔性電極設置在柔性電路基底的下表面，用于與皮膚表面穩定接觸；

所述的柔性電極采用銀-氯化銀電極，用于抗極化；

所述柔性電路基底的材料為聚酰亞胺，并且該柔性電路基底的上表面設有透明保護層，用于避免汗滴等液體的干擾，其中，該透明保護層的材料為聚二甲基硅氧烷。

3.根據權利要求2所述的一種用于肢體截面成像的電阻抗斷層成像測量方法，其特征在于，所述的銀-氯化銀電極通過如下方法制備得到，其包括：

針對一電路執行柔性加工，其中，用于電路連接的銅線在柔性電路基底上集成，電極連接的銅片暴露在外；

使用無水乙醇清洗柔性電路基底；

將柔性電路基底固定在絲網印刷機的臺面，網版對準裸露的銅片，并將氯化銀導電漿料倒在網版上；

對柔性電路基底進行絲網印刷工藝；

將柔性電路基底放入電熱恒溫鼓風干燥箱燒結半小時，溫度降至室溫后取出等待固化即制備成銀-氯化銀電極。

4.根據權利要求2所述的一種用于肢體截面成像的電阻抗斷層成像測量方法，其特征在于，在所述柔性電路基底的相鄰電極對間引入了電壓跟隨器和差分放大電路，其中，

每一個柔性電極通過銅導線連接至一路電壓跟隨器的輸入，相鄰的兩路電壓跟隨器的輸出分別連接至一路差分放大器的同相輸入端和反向輸入端，差分放大器的單端輸出連接至多路復用開關的模擬輸入端；

上述所有的電路都集成于柔性電路基底的上表面。

5.一種用于肢體截面成像的電阻抗斷層成像測量裝置，其特征在于，該測量裝置包括：

柔性電極設置模塊，其用于針對一待測物，在其肢體表面設置多個柔性電極；

激勵電流注入及電壓測量模塊，其用于針對該多個柔性電極，按照一定的次序，在每個電極對之間輸入差分激勵電流，其中，在執行輸入差分激勵電流的操作時，測量其他電極對之間交變電壓，并解調出響應電壓信號的幅值和相位信息；

圖像重構模塊，其用于針對獲取的響應電壓信號的幅值和相位信息，采用圖像重構算法重構出內部截面的電導率圖像。

6.一種用于肢體截面成像的電阻抗斷層成像測量系統，其特征在于，該測量系統包括：

柔性電極帶，該柔性電極帶用于穩定地接觸皮膚并通過其中的柔性電極注入電流和測量電壓，其中，該柔性電極帶，其上設置有多個環繞的柔性電極，并且各個柔性電極之間相隔一定距離，相鄰兩個柔性電極為一電極對，該柔性電極貼合在受測者的皮膚之上；

FPGA主控制器，其用于生成激勵信號并采集邊界電壓信號，經過數字相敏解調后通過數據接口發送給上位機；

激勵電流通道，其用于接收FPGA主控制器傳輸的激勵信號并對該信號執行處理，處理之后再傳輸至柔性電極帶中，其中，該激勵電流通道包括依次連接的數模轉換模塊、重建濾波模塊、幅度調節模塊以及電流源模塊，其中，電流源模塊用于將模擬電壓信號轉變為差分電流信號；

測量電壓通道，其用于測量相鄰電極對之間的響應電壓，并且對其進行信號處理；

電流采樣通道，其用于實時采集電流源模塊的輸出電流并且進行調節修正。

上位機，其根據FPGA主控制器傳輸的信號，執行圖像重構算法完成對內部截面電阻抗分布的重構。