[发明专利]一种基于SERF原子磁强计的心磁三维源位置估计方法

权利要求书

1.一种基于无自旋交换弛豫原子磁强计的心磁三维源位置估计方法，其特征在于，所述方法过程分类三个模块，分别是心磁前向问题模块，心磁信号预处理模块，心磁逆向问题模块，具体如下：

(1)根据被试者的医学结构图像信息，进行心磁前向问题模块，包括先建立针对被试者的个性化的心脏-双肺-躯干物理模型，然后把心脏-双肺-躯干物理模型坐标系与无自旋交换弛豫原子磁强计阵列坐标系进行配准，最后根据心脏-双肺-躯干物理模型和配准信息来计算心磁引导场矩阵，心磁前向问题模块得到的心磁引导场矩阵用于心磁逆向问题模块中的逆问题方程求解；

(2)在心磁信号预处理模块，采用无自旋交换弛豫原子磁强计阵列采集心磁信号并进行心磁信号处理，得到高信噪比的心磁信号、二维伪电流密度图和二维心磁地形图，所述心磁信号预处理模块包括先使用无自旋交换弛豫原子磁强计阵列采集心磁信号，然后对采集的原始心磁信号进行初步处理，得到高信噪比的心磁信号，再根据高信噪比的心磁信号进行绘制二维伪电流密度图和二维心磁地形图；

(3)根据步骤(1)得到的心磁引导场矩阵和步骤(2)得到的高信噪比的心磁信号、二维伪电流密度图和二维心磁地形图，进行心磁逆向问题模块，所述心磁逆向问题模块包括建立基于心脏等效源模型，然后根据心脏等效源模型，以及步骤(1)和(2)得到的心磁引导场矩阵、高信噪比的心磁信号、二维伪电流密度图和二维心磁地形图信息进行逆问题方程求解，得到源位置三维坐标；最后把得到源位置三维坐标投影到心脏-双肺-躯干几何模型中，实现基于无自旋交换弛豫原子磁强计的心磁源位置估计；

所述步骤(3)中，逆问题方程求解中加入约束条件，对步骤(2)得到的二维伪电流密度图和二维心磁地形图进行源位置判别分析，得到源坐标所在的区域，使用该源坐标所在的区域作为逆问题方程求解的约束条件，以此来避免源位置估计中出现较大的误差。

2.根据权利要求1所述的一种基于无自旋交换弛豫原子磁强计的心磁三维源位置估计方法，其特征在于：所述步骤(1)中的心脏-双肺-躯干物理模型为心脏-双肺-躯干几何模型通过边界元或者有限元方法建立，所述模型包括：根据获取被试者完整一个心跳周期的医学结构图像进行分割，提取出心脏、双肺和躯干的轮廓，再重建出心脏-双肺-躯干完整一个心跳周期三维几何模型，利用边界元或者有限元方法建立心脏-双肺-躯干的物理模型。

3.根据权利要求1所述的一种基于无自旋交换弛豫原子磁强计的心磁三维源位置估计方法，其特征在于：所述步骤(2)中，用无自旋交换弛豫原子磁强计阵列采集心磁信号时，无自旋交换弛豫原子磁强计阵列布置在被试者胸前、后背、身体右侧和身体左侧，并分别在4个传感器阵列中心正上方40cm-45cm位置放置一个无自旋交换弛豫原子磁强计作为参考传感器，用于测量周围环境的磁噪声。

4.根据权利要求1所述的一种基于无自旋交换弛豫原子磁强计的心磁三维源位置估计方法，其特征在：所述步骤(2)中，对采集的原始心磁信号进行初步处理包括以下步骤：对心磁原始信号进行去除坏道，去除工频噪声，去除心磁伪迹信号，修正基线漂移，差分消除共模噪声，基于经验模态分解的阈值降噪处理，得到高信噪比的心磁信号。