專利名稱：用于軟場(chǎng)斷層攝影中數(shù)據(jù)重建的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主旨大體上涉及數(shù)據(jù)重建系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及在軟場(chǎng)斷層攝影中重建數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
例如電阻抗斷層攝影(EIT)(也稱為電阻抗譜(EIS))、漫射光學(xué)斷層攝影、彈性成像等軟場(chǎng)斷層攝影和有 關(guān)的模態(tài)用于測(cè)量對(duì)象的內(nèi)部特性，例如包括對(duì)象(例如，人體的部位)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的物質(zhì)的電特性。例如，在EIT系統(tǒng)中，進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電傳導(dǎo)率的分布的估計(jì)。這樣的EIT系統(tǒng)基于施加的激勵(lì)(例如，電流)和典型地由許多換能器在面積或體積表面處采集的測(cè)量的響應(yīng)(例如，電壓)而重建面積或體積內(nèi)的物質(zhì)的傳導(dǎo)率和/或介電常數(shù)。例如，電極可附連到患者的皮膚，電極用于進(jìn)行EIT數(shù)據(jù)采集。然后可以形成估計(jì)的視覺分布或圖像。在EIT中，使用假設(shè)已知的施加電激勵(lì)、先驗(yàn)幾何和表面電極數(shù)據(jù)以及來(lái)自耦合于在測(cè)體積的換能器的信號(hào)測(cè)量數(shù)據(jù)確定體積內(nèi)復(fù)雜的傳導(dǎo)率分布。具有關(guān)于體積和電極幾何形狀、邊界條件、施加激勵(lì)和內(nèi)部傳導(dǎo)率分布的假設(shè)的電磁模型然后用于確定對(duì)給定激勵(lì)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。EIT中的逆問(wèn)題是確定引起測(cè)量數(shù)據(jù)的復(fù)雜傳導(dǎo)率的空間分布。例如，身體的邊界的形狀在計(jì)算傳導(dǎo)率圖像方面通常假設(shè)為已知。然而，該假設(shè)常常是不切實(shí)際的。特別地，當(dāng)使用EIT監(jiān)視無(wú)意識(shí)的重癥監(jiān)護(hù)患者的心肺功能時(shí)，測(cè)量電極在該患者的皮膚上附連在胸部周圍。胸部的橫截面形狀不是正圓柱體。此外，即使從另一個(gè)成像模態(tài)獲得橫截面的形狀，胸的形狀在患者改變位置和呼吸時(shí)變化，并且因此從其他可用測(cè)量獲得的邊界形狀最多將是近似的。而且，電極通常必須被快速附連，并且不總是能夠使電極對(duì)稱地附連或準(zhǔn)確地記錄精確的位置。這些問(wèn)題由于邊界形狀或電極位置未準(zhǔn)確地在計(jì)算中被模擬而導(dǎo)致嚴(yán)重的偽像的潛在性。例如差分成像等一些方法已經(jīng)在嘗試克服未準(zhǔn)確知曉的身體形狀或電極位點(diǎn)的問(wèn)題方面使用。然而，該方法是高度近似的，因?yàn)閷?shí)際非線性正向映射由線性映射來(lái)估算。此外，基于測(cè)量的差異而重建傳導(dǎo)率差異將未準(zhǔn)確知曉的幾何形狀的影響只減小到一定程度。此外，呼吸偽像仍在重建中存在。在一些應(yīng)用中，例如當(dāng)監(jiān)視肺時(shí)，差分成像可不足以用于檢測(cè)臨床相關(guān)狀況。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一實(shí)施例，提供用 于電阻抗斷層攝影(EIT)數(shù)據(jù)重建的方法。該方法包括對(duì)EIT數(shù)據(jù)集選擇模型域、確定該模型域中的最小各向異性誤差以及校正該模型域。該方法還包括使用確定的最小各向異性誤差進(jìn)行各向同性化來(lái)恢復(fù)EIT數(shù)據(jù)集的邊界形狀和各向同性傳導(dǎo)率。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供用于在電阻抗斷層攝影(EIT)數(shù)據(jù)重建中恢復(fù)邊界形狀和電極位置的方法。該方法包括使用限定一個(gè)或多個(gè)坐標(biāo)的或坐標(biāo)變換的參數(shù)集確定最小化各向異性誤差并且使用確定的最小各向異性誤差校正EIT模型。該方法還包括用校正的EIT模型恢復(fù)對(duì)象的邊界形狀和電極位置。根據(jù)再另一個(gè)實(shí)施例，提供軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)，其包括:多個(gè)換能器，其配置用于靠近對(duì)象的表面而定位；和一個(gè)或多個(gè)激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器，其耦合于這些多個(gè)換能器并且配置成對(duì)于這些多個(gè)換能器產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)。該軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)還包括一個(gè)或多個(gè)響應(yīng)檢測(cè)器，其耦合于這些多個(gè)換能器并且配置成測(cè)量在這些多個(gè)換能器處對(duì)象對(duì)由這些多個(gè)換能器基于激勵(lì)信號(hào)而施加的激勵(lì)的響應(yīng)。該軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)進(jìn)一步包括軟場(chǎng)重建模塊，其配置成使用確定的最小各 向異性誤差基于激勵(lì)信號(hào)和測(cè)量的響應(yīng)重建特性分布來(lái)校正該對(duì)象的模型域并且使用確定的最小各向異性誤差進(jìn)行各向同性化來(lái)恢復(fù)EIT數(shù)據(jù)集的邊界形狀和各向同性傳導(dǎo)率。


目前公開的主旨將參照附圖從閱讀非限制性實(shí)施例的下列說(shuō)明中更好理解，其中:
圖1是圖示根據(jù)各種實(shí)施例形成的軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖。圖2是圖示特性分布的重建的簡(jiǎn)化圖。圖3是圖示根據(jù)各種實(shí)施例的換能器的圖。圖4是圖示根據(jù)各種實(shí)施例的軟場(chǎng)斷層攝影信息流的框圖。圖5是根據(jù)各種實(shí)施例的用于在電阻抗斷層攝影(EIT)中恢復(fù)邊界形狀和傳導(dǎo)率的方法的流程圖。圖6是圖示EIT重建的圖像。圖7是圖示根據(jù)各種實(shí)施例的邊界恢復(fù)的圖像。圖8是圖示根據(jù)各種實(shí)施例的具有對(duì)電極安置的校正的EIT重建的圖。
具體實(shí)施例方式前面的簡(jiǎn)要描述以及某些實(shí)施例的下列詳細(xì)說(shuō)明當(dāng)與附圖結(jié)合閱讀時(shí)將更好理解。就附示各種實(shí)施例的功能框的圖來(lái)說(shuō)，功能框不一定指示硬件電路之間的劃分。從而，例如，功能框(例如，處理器、控制器、電路或存儲(chǔ)器)中的一個(gè)或多個(gè)可采用單件硬件或多件硬件實(shí)現(xiàn)。應(yīng)該理解各種實(shí)施例不限于圖中示出的設(shè)置、部件/元件互連和工具。如本文使用的，以單數(shù)列舉的并且具有單詞“一”在前的模塊或步驟應(yīng)該理解為不排除復(fù)數(shù)個(gè)所述元件或步驟，除非這樣的排除明確地規(guī)定。此外，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”的引用不意在解釋為排除也包含列舉的特征的另外的實(shí)施例的存在。此外，除非對(duì)相反情況的明確規(guī)定，“包括”或“具有”具有特定特性的模塊或多個(gè)模塊的實(shí)施例可包括不具有該特性的另外的這樣的模塊。各種實(shí)施例提供用于軟場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和重建的系統(tǒng)和方法，并且特別涉及軟場(chǎng)斷層攝影中的身體形狀和電極位點(diǎn)校正，尤其是電阻抗斷層攝影(EIT)(也稱為電阻抗譜(EIS))。至少一個(gè)實(shí)施例的技術(shù)效果是從EIT數(shù)據(jù)中恢復(fù)邊界形狀和電極位置。應(yīng)該注意，盡管各種實(shí)施例連同EIT在本文描述，各種實(shí)施例可連同例如漫射光學(xué)斷層攝影(DOT)、近紅外光譜(NIRS)、熱成像、彈性成像或微波斷層攝影等其他軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)和相關(guān)的模態(tài)實(shí)現(xiàn)。還應(yīng)該注意，如本文使用的，“軟場(chǎng)斷層攝影”大體上指不是“硬場(chǎng)斷層攝影”的任何斷層攝影或斷層攝影方法的多維擴(kuò)展。軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)20的一個(gè)實(shí)施例在圖1中圖示，其可以是基于換能器的系統(tǒng)，例如，基于電極的系統(tǒng)，例如可形成心電描記(ECG)監(jiān)視裝置或阻抗心動(dòng)描記模塊的部分的患者監(jiān)視器。然而，軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)20還可以是EIS/EIT系統(tǒng)或其他獨(dú)立單元。軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)20可用于獲得對(duì)象(圖示為患者22)的電阻抗測(cè)量。例如，獲得的電阻抗測(cè)量可用于監(jiān)視無(wú)意識(shí)的重癥監(jiān)護(hù)患者的心肺功能。在一些實(shí)施例中，大體上可提供患者監(jiān)視或組織表征。在圖示的實(shí)施例中，軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)20包括多個(gè)換能器24，其示出為多個(gè)電極，其定位在患者22的表面處或靠近患者22的表面定位。在健康護(hù)理應(yīng)用(例如，患者監(jiān)視)中，這些多個(gè)換能器24附連到患者22的皮膚。應(yīng)該注意盡管圖示七個(gè)換能器24，可使用更多或更少的換能器24。例如，在圖示的實(shí)施例中，換能器24在患者22的胸部周圍展開。在其他應(yīng)用中，換能器24可定位在對(duì)象的表面處(例如電極、熱源、超聲換能器)、接近對(duì)象的表面定位(例如，射頻天線)或穿過(guò)對(duì)象的表面定位(例如，針狀電極)。從而，換能器24可采取不同的形式,例如表面接觸電極、豎放電極(standoff electrode)、電容性耦合電極、導(dǎo)電線圈和天線等。應(yīng)該注意，其他類型的換能器還可用于產(chǎn)生例如除電流之外的不同類型的激勵(lì)，激勵(lì)的其他源包括電壓、磁場(chǎng)或射頻波等。從而，換能器還可以是表面接觸電極、豎放電極、天線和線圈等。軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)20用于確定患者22內(nèi)的物質(zhì)的電特性。例如，可確定患者22或其他體積內(nèi)部的電傳導(dǎo)率(σ )和/或介電常數(shù)(ε )的空間分布。從而，可確定患者22(例如，患者)的內(nèi)部特性。激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26和響應(yīng)檢測(cè)器28耦合于換能器24中的一個(gè)或多個(gè)并且每個(gè)連接到處理器30(例如，計(jì)算裝置)，它們之間可具有其他部件。在一個(gè)實(shí)施例中，激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26和響應(yīng)檢測(cè)器28是在物理上獨(dú)立的裝置。在其他實(shí)施例中，激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26和響應(yīng)檢測(cè)器28在物理上集成為一個(gè)模塊。應(yīng)該注意可與換能器24中的至少一個(gè)連接地提供激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26。處理器30通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)模塊32 (其驅(qū)動(dòng)換能器24)發(fā)送指令給激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26并且通過(guò)數(shù)據(jù)采集元件(DAQ)模塊34從響應(yīng)檢測(cè)器28接收數(shù)據(jù)。應(yīng)該注意可與換能器24中的全部或換能器24的子集連接地提供激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26。在圖示的實(shí)施例中，感興趣區(qū)是例如頭、胸部或腿等人體部位，其中空氣、血液、月旨肪、肌肉和其他組織具有不同的電傳導(dǎo)率。由軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)20產(chǎn)生的電阻抗分布示出該人體部位的內(nèi)部特性(例如，物質(zhì)特性)的狀況，并且從而可以有助于監(jiān)視患者22，以及用于例如與出血、腫瘤和肺功能等關(guān)聯(lián)的疾病的診斷。在其他實(shí)施例中，軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)20可以在多種其他應(yīng)用中用于產(chǎn)生電阻抗分布的可視化表示以便例如確定包括油和水的混合流中的物質(zhì)特性，或用于礦物開采的土壤分析等。從而，對(duì)象不限于患者22和任何對(duì)象，例如動(dòng)物或非生命對(duì)象也適合本文詳述的技術(shù)。在各種實(shí)施例中，換能器24由用于建立激勵(lì)(例如，EIS兼容電流)的任何適合的材料形成。例如，換能器24可由例如銅、 金、鉬、鋼、銀及其合金等一個(gè)或多個(gè)金屬形成。用于形成換能器24的其他示范性材料包括導(dǎo)電的非金屬，例如結(jié)合微電路使用的基于硅的材料。在對(duì)象是人體部位(即患者22)的實(shí)施例中，換能器24可由氯化銀形成。另外，換能器24可采用不同的形狀和/或尺寸形成，例如，形成為桿狀、平板狀或針狀結(jié)構(gòu)。應(yīng)該注意在一些實(shí)施例中，換能器24互相絕緣。在其他實(shí)施例中，換能器24可以與對(duì)象22直接歐姆接觸而定位或電容性地耦合于對(duì)象22。在各種實(shí)施例中，提供處理器30，其包括軟場(chǎng)重建模塊36。該軟場(chǎng)重建模塊36可形成處理器或計(jì)算裝置的部分或可以是任何類型的處理器或計(jì)算裝置，其至少部分基于從換能器24接收的響應(yīng)進(jìn)行 重建。另外，還提供身體形狀和電極位點(diǎn)校正模塊38，其如在本文更詳細(xì)描述的那樣進(jìn)行身體形狀恢復(fù)和電極位置安置校正。如在圖2中圖示的，進(jìn)行軟場(chǎng)重建來(lái)識(shí)別對(duì)象22內(nèi)的ROI 40 (例如，大腦中的血液)。如示出的，響應(yīng)探測(cè)器28 (在圖1中示出)響應(yīng)于由激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26 (在圖1中示出)施加到換能器24的電流(或電壓)而測(cè)量換能器24上的響應(yīng)電壓(或響應(yīng)電流)。 應(yīng)該注意響應(yīng)探測(cè)器28還可包括一個(gè)或多個(gè)模擬信號(hào)調(diào)節(jié)元件(未示出)，其放大和/或?yàn)V波測(cè)量的響應(yīng)電壓或電流。在其他實(shí)施例中，軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)20的處理器30包括信號(hào)調(diào)節(jié)元件，用于放大和/或過(guò)濾從響應(yīng)探測(cè)器28接收的響應(yīng)電壓或響應(yīng)電流。從而，如在圖3中圖示的，激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26通過(guò)施加負(fù)載電流42于換能器24的每個(gè)上而施加激勵(lì)模式于幾何形狀上。響應(yīng)探測(cè)器28圖示為具有多個(gè)電壓測(cè)量裝置，例如伏特計(jì)44，用于在換能器24處測(cè)量患者22的表面處的電壓。應(yīng)該注意激勵(lì)模式和測(cè)量的響應(yīng)為了說(shuō)明而被簡(jiǎn)化并且激勵(lì)和傳導(dǎo)率分布可以是更復(fù)雜的。另外，為了簡(jiǎn)化和便于理解，提供圖示的值。軟場(chǎng)重建模塊30，從而計(jì)算患者22對(duì)施加激勵(lì)的響應(yīng)。例如，在圖4中圖示EIS信息流46。特別地，基于來(lái)自計(jì)算裝置52的激勵(lì)使用正向模型50，來(lái)預(yù)測(cè)電壓(預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù))，其提供給軟場(chǎng)重建模塊36。在一個(gè)實(shí)施例中，涉及測(cè)量的響應(yīng)(例如，測(cè)量的信號(hào))、施加的激勵(lì)和正被軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)20測(cè)試或詢問(wèn)的患者22內(nèi)部的電傳導(dǎo)率分布的逆問(wèn)題由重建模塊36使用任何適合的EIS重建技術(shù)求解。由軟場(chǎng)斷層攝影儀器54施加激勵(lì)于患者22 (在圖1和3中示出)，該軟場(chǎng)斷層攝影儀器54可包括換能器24和其他激勵(lì)和測(cè)量部件，并且之后測(cè)量的電壓(測(cè)量的數(shù)據(jù))被傳送到重建模塊36。軟場(chǎng)重建模塊30然后進(jìn)行重建，其包括根據(jù)各種實(shí)施例進(jìn)行身體形狀恢復(fù)和電極位點(diǎn)校正，來(lái)產(chǎn)生特性分布56 (例如，阻抗分布)的估計(jì)，來(lái)識(shí)別患者22內(nèi)的ROI 40。應(yīng)該注意各種部件可以是在物理上獨(dú)立的部件或元件可組合。例如，軟場(chǎng)重建模塊6可形成軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)20 (如在圖1中圖示的)的部分。使用各種實(shí)施例，提供具有身體形狀恢復(fù)和電極位點(diǎn)校正的軟場(chǎng)重建。這些各種實(shí)施例確定各向異性誤差來(lái)提供對(duì)用于重建的模型(例如正向模型50)的校正。從而,在各種實(shí)施例中，使用校正關(guān)于對(duì)象形狀和電極位點(diǎn)(即電極在對(duì)象上的位點(diǎn))的假設(shè)的參數(shù)集修改或調(diào)整用于EIT重建的模型。因此，各種實(shí)施例提供用于在模型域中恢復(fù)對(duì)象形狀的方程組。在一個(gè)實(shí)施例中提供如在圖5中示出的方法60。該方法60在EIT中恢復(fù)邊界形狀(和電極位點(diǎn))和傳導(dǎo)率。將首先大體上描述、之后更詳細(xì)描述該方法60。更具體地，進(jìn)行該方法60來(lái)(i)恢復(fù)測(cè)量域Ω中未知的各向同性傳導(dǎo)率Y和(ii)使用邊界δ Ω上的N個(gè)電極(如本文描述的)從離散電流-電壓測(cè)量估算未知的邊界δ Ω的形狀。應(yīng)該注意在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)是接近Robin-Neumann映射R的有限矩陣。在一個(gè)實(shí)施例中，在62選擇模型域來(lái)提供對(duì)實(shí)際域Ω的近似Ω"例如，在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，當(dāng)監(jiān)視患者時(shí)，Ωπ可選為具有與Ω近似相同面積的圓盤。應(yīng)該注意模型域可包括，例如，導(dǎo)體或電極的形狀和/或電極位置的模型。之后，在64，提供計(jì)算模型。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，形成來(lái)自使用δ Ωπ上的J個(gè)電極測(cè)量的Ωπ*的給定(可能各向異性)傳導(dǎo)率的離散Robin-Neumann數(shù)據(jù)的計(jì)算模型。然后在66進(jìn)行數(shù)據(jù)重建。該數(shù)據(jù)重建大體上包括在70恢復(fù)最小各向異性傳導(dǎo)率。在一個(gè)實(shí)施例中，該恢復(fù)包括計(jì)算L(x)，其是模型域Ωπ中全部傳導(dǎo)率中的最小各向異性的并且其得出在δ Ω上測(cè)量的相同的數(shù)據(jù)矩陣。函數(shù)可定義如下:
權(quán)利要求
1.一種用于電阻抗斷層攝影(EIT)數(shù)據(jù)重建的方法，所述方法包括: 對(duì)EIT數(shù)據(jù)集選擇模型域； 確定所述模型域中的最小各向異性誤差； 校正所述模型域；以及 使用所述確定的最小各向異性誤差進(jìn)行各向同性化來(lái)恢復(fù)所述EIT數(shù)據(jù)集的邊界形狀和各向同性傳導(dǎo)率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定所述最小各向異性誤差包括確定重現(xiàn)對(duì)應(yīng)于所述EIT數(shù)據(jù)集的測(cè)量的EIT數(shù)據(jù)的所述模型域中的最小各向異性傳導(dǎo)率。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在數(shù)值上確定等溫坐標(biāo)用于恢復(fù)所述邊界形狀和模型域變形。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中進(jìn)行形狀變形重建包括使用所述等溫坐標(biāo)來(lái)重建近似的原始各向同性傳導(dǎo)率。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述模型域是近似具有與實(shí)際邊界域相同面積的圓盤形狀。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括使用最小化算法及其近似來(lái)進(jìn)行各向同性化。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括將重建的傳導(dǎo)率變換成各向同性傳導(dǎo)率。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括將所述變換限定為:
9.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括確定坐標(biāo)變換來(lái)恢復(fù)所述邊界形狀。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述模型域包括導(dǎo)體的形狀中的一個(gè)或包括一個(gè)或多個(gè)電極位置。
11.一種用于在電阻抗斷層攝影(EIT)數(shù)據(jù)重建中恢復(fù)邊界形狀和電極位置的方法，所述方法包括: 使用限定一個(gè)或多個(gè)坐標(biāo)或坐標(biāo)變換的參數(shù)集確定最小各向異性誤差； 使用所述確定的最小各向異性誤差校正EIT模型；以及 用所述校正的EIT模型恢復(fù)對(duì)象的邊界形狀和電極位置。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述校正包括在單個(gè)步驟中進(jìn)行各向同性化。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中確定所述最小各向異性誤差包括確定重現(xiàn)測(cè)量的EIT數(shù)據(jù)的模型域中的最小各向異性傳導(dǎo)率。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中確定所述最小各向異性誤差包括在數(shù)值上確定等溫坐標(biāo)用于恢復(fù)所述邊界形狀和電極位置。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括使用所述等溫坐標(biāo)進(jìn)行形狀變形重建來(lái)重建近似的原始各向同性傳導(dǎo)率。
16.一種軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)，其包括: 多個(gè)換能器，其配置用于靠近對(duì)象的表面而定位；一個(gè)或多個(gè)激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器，其耦合于所述多個(gè)換能器并且配置成對(duì)所述多個(gè)換能器產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)； 一個(gè)或多個(gè)響應(yīng)探測(cè)器，其耦合于所述多個(gè)換能器并且配置成測(cè)量所述多個(gè)換能器處所述對(duì)象對(duì)由所述多個(gè)換能器基于所述激勵(lì)信號(hào)施加的所述激勵(lì)的響應(yīng)；以及 軟場(chǎng)重建模塊，其配置成使用確定的最小各向異性誤差基于所述激勵(lì)信號(hào)和所述測(cè)量的響應(yīng)重建特性分布來(lái)校正所述對(duì)象的模型域，并且使用所述確定的最小各向異性誤差進(jìn)行各向同性化來(lái)恢復(fù)所述EIT數(shù)據(jù)集的邊界形狀和各向同性傳導(dǎo)率。
17.如權(quán)利要求16所述的軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)，其中所述軟場(chǎng)重建模塊進(jìn)一步配置成通過(guò)確定重現(xiàn)所述測(cè)量的響應(yīng)的所述模型域中的最小各向異性傳導(dǎo)率而確定所述最小各向異性誤差。
18.如權(quán)利要求16所述的軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)，其中所述軟場(chǎng)重建模塊進(jìn)一步配置成在數(shù)值上確定等溫坐標(biāo)用于恢復(fù)邊界形狀和模型域變形，并且使用所述等溫坐標(biāo)進(jìn)行形狀變形重建來(lái)重建近似的原始各向同性傳導(dǎo)率。
19.如權(quán)利要求16所述的軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)，其中所述特性分布是在電阻抗譜(EIS)、電阻抗斷層攝影(EIT)、漫射光學(xué)斷層攝影(DOT)、近紅外光譜(NIRS)、熱成像、彈性成像或微波斷層攝影中的一個(gè)或多個(gè)中確定的分布。
20.如權(quán)利要求16所述的軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)，其中所述特性分布包括電傳導(dǎo)率、電容率、磁導(dǎo)率、光吸收率、光散射、光反射率、彈性或熱導(dǎo)率中的一個(gè)或多個(gè)的分布。
21.如權(quán)利要求16所述的軟場(chǎng)斷層攝影系統(tǒng)，其中所述對(duì)象是人并且所述重建的特性分布包括用于監(jiān)視所述人的心`臟功能或肺功能中的一個(gè)的監(jiān)視數(shù)據(jù)。
全文摘要
提供用于軟場(chǎng)斷層攝影中數(shù)據(jù)重建的系統(tǒng)和方法。一個(gè)方法包括對(duì)EIT數(shù)據(jù)集選擇模型域、確定該模型域中的最小各向異性誤差并且校正該模型域。該方法還使用該確定的最小各向異性誤差進(jìn)行各向同性化來(lái)恢復(fù)該EIT數(shù)據(jù)集的邊界形狀和各向同性傳導(dǎo)率。
文檔編號(hào)A61B5/05GK103099616SQ20121038901
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者K.H.烏特拉, M.拉薩斯, P.奧拉, S.西爾塔寧, V.科勒梅寧, A.S.羅斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司