[发明专利]基于约束最大化的图像重建

权利要求书

1.一种提供包含多个区域的结构(46)的内部的图像的方法， 所述多个区域具有影响电信号通过所述结构的传输的不同电导率或 导纳率，所述方法包括：

提供沿通过所述结构(46)的平面的一系列电极(44)，其中所 述电极(44)沿所述结构(46)的外部表面安置；

提供一系列电信号集以用于输入到所述电极(44)，每个信号集 包括用于输入到所述电极(44)中的每个的电信号模式；

顺序施加所述电信号集(V_i)中的每个于所述电极(44)，每个 信号集的施加产生所述结构(46)内的旋转电场；

响应于每个信号集的施加，从所述电极(44)获得电信号的测量 集；

用所述电信号的测量集计算代表安置所述电极(44)所围绕的所 述结构(46)的区域中的所述结构(46)内部的电导率或导纳率分布； 以及

确定代表包括两个或更多具有不同电导率或导纳率的区域的所 述结构(46)内部的图像数据，其中计算所述电导率或导纳率分布的 过程包括：限定基于所述电导率分布的能量函数和正向模型，所述正 向模型将所述电信号的测量集表达为关于电导率的电压值中的变化 的函数，以及要求所述能量函数和基于所述正向模型的函数之间的差 别的偏导数等于零。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述施加的电信号集(V_i)的 序列每个包括电压输入模式并且所述测量的电信号集每个包括测量 的电流水平。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述施加的电信号集(V_i)的 序列包括电压输入模式并且所述测量的电信号集包括测量的电流水 平。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述结构(46)是具有不同 电导率的物质流过的导管。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述结构(46)是具有不同 相的物质流过的导管。

6.如权利要求4所述的方法，其中所述物质包括油(86)和烃 类气体(88)。

7.如权利要求4所述的方法，其中图像信息用于确定流过所述 导管(46)的液体和气体物质的相对比例。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述施加的信号集包括λ个 电压激发模式集，每个模式施加于L个电极(44)中的一个，其中L ＝1-k，并且所述电压模式根据以下来产生

Vkλ=V^sin(ωt±2πλL(k-1))]]>

其中V_k^λ是在第λ激发模式集中施加于第k电极(44)的时间变化电压 正弦波(82)，是参考正弦波的峰值电压，t是时间并且ω是正弦 波的频率。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述电信号的测量集包括用 于确定所述电导率分布的测量数据的至少λL个元素。

10.如权利要求1所述的方法，其中：

计算所述电导率或导纳率分布的所述过程包括限定所述能量函 数为对于电导率或导纳率值σ_j的集的

P=Σj=1Nσi2]]>

其中j＝1至N，其中N等于用于限定所述电导率或导纳率分布的值σ_j的总数；

将所述电信号的测量集表达为关于电导率或导纳率的电压值中 的变化的函数的所述正向模型表达为

Ui=Σj=1NJijσj]]>

其中U_i是包括所述电极(44)处测量的所述电信号集中的数据元素的 总数M的矢量，其中i＝1，2，3，...M；以及

评估函数F(σ_j)，其中

∂F∂σj=0]]>

其中F(σ)=Σj=1Nσj2-Σi=1Mλi[Ji,jσj-Ui]]]>

使得所述能量函数和基于所述正向模型的函数之间的差别的偏导数 等于零，由此确定代表所述结构的内部的一部分的电导率或导纳率分 布。