[发明专利]一种电导率成像的测量系统及其信息获取方法

说明书

本发明公开了一种电导率成像的测量系统及其信息获取方法，系统包括：第一对激励电极和第二对激励电极的连线呈垂直状态固定在成像体上，由双刀双掷开关控制两对激励电极的接通状态，由激励电极将激励源发出的激励信号引入成像体；测量线圈在成像体外移动，进行一维或二维的扫描；测量装置通过测量线圈采集到的成像体外部多组磁感应强度分布曲线，传输至处理器，处理器对采集到的磁感应强度分布和激励电流大小，重建出成像体的电导率分布图像。方法包括：通过双刀双掷开关控制激励电极的接通状态，判断测量线圈的移动距离是否完全覆盖整个被测物体周围一定距离的包络面上，如果是，测量装置将采集到的多组激励电流分布下的磁感应强度分布，通过这些测量信息初步重建成像体的电导率分布图像，进而使用图像插值方法得到更高分辨率的电导率图像。

技术领域

本发明涉及生物医学成像领域，特别涉及一种电导率成像的测量系统及其信息获取方法。

背景技术

生物电阻抗断层成像技术(EIT，Electrical Impedance Tomography)是一种新型医学功能成像技术，通过向人体表面激励电极上施加微弱的电流，检测其他位置检测电极上电压值，根据电压与电流之间的关系，重构出人体内部电阻抗值或者电阻抗的变化值。此技术可以应用于呼吸过程中对肺部呼吸能力的评定。

磁探测电阻抗成像技术是基于生物电阻抗断层成像技术发展而来的，此种技术是在1992年首次被Ahlfors提出来的，当时被命名为Magnetic Impedance Tomography(MIT)^[1]。2004年，此种技术更名为磁探测电阻抗成像(Magnetic Detection ElectricalImpedance Tomography，MDEIT)。磁探测电阻抗成像的原理如图1所示，成像区域的电导率分布为σ，通过将激励电极贴在成像体的外部并向成像体内部输入大小为I₀的激励电流。电流在成像体内部所产生的电流密度为j，这是由成像体内部的电导率分布σ决定的，由激励电流产生的成像体周围磁场的磁感应强度则是B，区域的磁导率近似为真空的磁导率。测量成像体周围磁感应强度就可以重建出目标成像体内部的电导率分布^[2]。

参考文献：

[1]林凌，郝丽玲，陈瑞娟.磁探测电阻抗成像及其在经络三维定位中的应用[J].中国医学物理学杂志.2010(6)：1793-1798.

[2]韩文成，侯雪.基于Comsol的肺部电阻抗断层成像仿真研究[D].天津大学.2011.

发明内容

本发明提出了一种电导率成像的测量系统及其信息获取方法，本发明丰富了对磁场分布测量的信息量，克服了电导率成像中电极与成像体接触而产生的误差，提高了电导率(谱)图像重建的质量，详见下文描述：

一种电导率成像的测量系统，其特征在于，所述电导率成像测量系统包括第一对激励电极、第二对激励电极、测量线圈、激励源、测量装置和处理器，其中，

所述第一对激励电极和所述第二对激励电极放置于所述成像体上，且所述第一对激励电极和所述第二对激励电极的连线呈垂直状态固定在所述成像体上，且所述第一对激励电极和所述第二对激励电极的接通状态由所述双刀双掷开关控制；所述第一对激励电极和所述第二对激励电极将所述激励源发出的激励电流导入所述成像体；所述测量线圈沿所述成像体外移动进行一维或二维方向上的扫描；所述测量装置通过所述测量线圈采集到的所述成像体外部多组磁感应强度分布曲线，并传输至所述处理器，所述处理器对采集到的磁感应强度分布和激励电流大小，重建出所述成像体的电导率分布图像。

所述激励源具体为：单一频率或多频率且幅值可调电压源或电流源。

一种电导率成像的测量系统的电导率信息获取方法，所述方法包括以下步骤：