[发明专利]提取特定生理现象相关的分量并重建EIT数据的装置和方法

说明书

本文公开了一种用于基于电特性的测量来提取与特定生理现象相关联的分量，并通过使用所提取的分量来重建电阻抗成像(EIT)数据的装置和方法。根据本公开实施例，用于基于EIT提取特定分量并重建数据的装置可以包括：电极单元，其包括待附接到对象的测量部位的多个电极；电特性测量器，其配置为通过所附接的多个电极根据经过的时间来测量对象的多个电特性；EIT数据生成器，其配置为基于测得的多个电特性的变化来生成EIT数据；图案提取器，其配置为从所生成的EIT数据中提取与由对象的特定生理现象引起的特定分量相关联的特定图案数据；以及EIT数据重建器，其配置为基于所提取的特定图案数据将所生成的EIT数据重建为与特定分量相对应的EIT数据。

技术领域

本公开涉及一种基于电特性的测量来提取与特定生理现象相关联的分量以及通过使用所提取的分量来重建电阻抗成像(EIT)数据的技术概念，具体地，涉及一种装置和方法，所述装置和方法用于基于EIT根据多个生理现象从受人体的内部电特性变化影响的复合信号中仅提取特定生理现象的分量，并使用所提取的分量重建EIT数据。

背景技术

在将电流注入人体或类似的容积导体后测量电压或将电压注入人体或类似的容积导体后测量电流时，测得的数据可能会随内部电特性(例如电导率和介电常数分布)、容积导体的大小和形状以及电极的位置、大小和形状而变化。

此外，存在主分量分析(PCA)或独立分量分析(ICA)技术来仅提取分别对应于特定起因的变化的分量。

在此，PCA用作通过利用具有高能量的主分量的线性组合来表示原始信号以减小维度的方法。

此外，ICA是指将多元信号分离为统计上独立的子分量的计算方法，其中分量包括类似非高斯信号的在统计上彼此独立的分量，并且ICA可以用于仅需要每个信号统计上独立的盲信号分离。

然而，现有技术完全没有考虑到容积导体的大小和形状以及电极的位置、形状和大小不随时间变化，而是容积导体的内部电特性随时间变化。

因此，需要提出一种在电极的位置和形状相对于特定对象不变的状态下，在考虑电特性变化的同时提取与特定生理现象相关联的分量的技术。

此外，要进行EIT的对象包括各个年龄段的人(例如婴儿、儿童、成人、老年人等)、男人和女人以及各种族的人，并且待成像部位的大小和形状通常可以根据年龄和肥胖程度而有很大不同。

因此，需要基于肥胖程度来选择测量方法，并且必须考虑从受许多生理现象影响的信号中提取与特定生理现象相关联的分量的技术。

在此，EIT技术通过以下方式来生成图像：将多个电极附接到待测量目标对象的表面，通过该多个电极检测目标对象的阻抗，并将检测到的阻抗转换为目标对象的电导率和介电常数。

EIT技术用于产生人体内部特定部位的图像，并且已广泛用于医疗领域。

发明内容

本公开根据多个生理现象从受人体内部电特性变化影响的复合信号中仅提取特定生理现象的分量。

本公开根据电阻抗成像(EIT)提取分别由上呼吸道内部的空气变化、颈动脉内部的血流变化、呼吸时颈部的运动、舌头的运动、肺内部的空气变化或胸部血流变化引起的分量。

本公开基于与特定生理现象相关联的分量来复原图像。

本公开通过考虑待成像部位的大小和形状来改变注入电流或电压的方法，从而灵活地设置电压或电流的测量范围。

本公开基于待成像部位的周长来确定用于注入电流或电压的电极对，从而灵活地设置电压或电流的测量范围。

当灵活地设置电压或电流的测量范围时，本公开通过增加可与噪声区分开的电压的数量来提高所复原的图像的质量。