[发明专利]一种乳腺电阻抗扫描成像检测中边缘效应的抑制方法

说明书

本发明公开了一种乳腺电阻抗扫描成像检测中边缘效应的抑制方法，首先根据患者乳房结构特征建立基于逼真乳房结构的乳房电阻抗分布模型，进一步结合检测电极类型，构建电阻抗扫描成像检测的电场仿真模型，对步骤电场仿真模型设置仿真条件，求解分析获得检测电极阵列上的电流分布特征。对患者进行电阻抗扫描成像检测时，引入得到的检测电极阵列电流分布特征先验信息，对电阻抗扫描成像采集的实测数据进行校正，实现对电场边缘效应的抑制。可适应不同乳腺类型和检测电极阵列类型，从而克服了目前单纯依靠屏蔽环抑制边缘效应方法的不足，有效提升对感兴趣区目标的检测精度，在实际应用中具有重要意义。

技术领域

本发明属于电阻抗成像检测技术领域，具体涉及一种乳腺电阻抗扫描成像检测中边缘效应的抑制方法。

背景技术

电阻抗扫描成像是一种适于对浅表组织器官(如乳腺、淋巴结、皮肤)进行健康状态检测的成像技术，其基本原理是当均匀电场中存在电阻抗特性异常的目标体时会引起电场扰动，通过检测体表电流扰动量可逆推目标体的状态特性，乳腺电阻抗扫描成像用于对乳房的健康状态检测，检测时患者手持激励电极(产生激励电压)，操作员将平板阵列式电极(地电势)置于乳房表面，在胸大肌和检测电极板之间可建立近似均匀的电场分布。由于癌变组织与健康组织之间电阻抗特性具有显著差异，研究者期望通过检测体表电流扰动量的特征逆推检测区域下的电阻抗分布，进而判别乳房内组织的健康状态。因此根据以上检测原理，当对健康乳房(内部组织电阻抗分布近似均匀)进行检测时，理论上检测电极阵列上的电流密度应该均匀一致。但实际应用中，因为电场边缘效应现象的存在，检测电极阵列边缘电极单元的电流密度要比中间电极单元的电流密度高，表现为高电流扰动值。当这种因电场边缘效应引起的电流扰动较大时，会淹没感兴趣目标体(如癌包块)所引起的电流扰动，所以在乳腺电阻抗扫描成像检测中，为了获得良好的检测条件，降低电场边缘效应的影响是必要的。

目前研究者通常采用屏蔽环环绕检测电极阵列的方式来降低电场边缘效应的影响。由于屏蔽环和检测电极阵列保持相同的电势，由电场边缘效应产生的电流部分可从屏蔽环流走，在一定程度上减小了电场边缘效应对电极阵列上检测电流的影响。但由于乳房结构类型、检测电极结构(如电极阵列规模、屏蔽环宽度等)，这些检测条件均会影响电场边缘效应的强度，具体表现为在不同检测条件下，单纯依赖屏蔽环的方法对边缘效应的抑制能力会表现不一致，且其抑制程度也有限。

发明内容

针对目前采用屏蔽环的方式对边缘效应的抑制能力有限的技术问题，本发明的目的在于，提供一种电阻抗扫描成像检测边缘效应的抑制方法，该方法基于患者乳房结构类型及检测电极类型，通过构建仿真模型获得检测电极阵列电流分布先验信息特征，基于该特征对实测数据进行校正，从而有效抑制电场边缘效应的影响，可提高对感兴趣目标体的检测敏感度。

为了实现上述任务，本发明采用如下的技术解决方案：

一种电阻抗扫描成像检测中边缘效应的抑制方法，其特征在于，按以下步骤实施：

1)利用先验信息构建仿真模型

根据患者乳房结构特征建立基于逼真乳房结构的乳房电阻抗分布模型，进一步结合检测电极类型，构建电阻抗扫描成像检测的电场仿真模型。

2)基于仿真模型求解电流分布特征

对步骤1)中的电场仿真模型设置仿真条件，求解分析获得检测电极阵列上的电流分布特征。

3)引入电流分布特征先验信息抑制边缘效应

对患者进行电阻抗扫描成像检测时，引入步骤2)中得到的检测电极阵列电流分布特征先验信息，对电阻抗扫描成像采集的实测数据进行校正，实现对电场边缘效应的抑制。

根据本发明，所述的乳腺电阻抗扫描成像电场仿真模型构建步骤如下：

1)精细化乳房电阻抗分布模型构建