[发明专利]用于电阻抗断层成像的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于电阻抗断层成像（Elektroimpedanztomographie）的一种方法。

背景技术

电阻抗断层成像（EIT）在医学应用中正日益广泛。典型的EIT设备采用了8、16或32个电极以进行数据获取，其中通过两个电极来提供电流，并在其他的电极之间测量所产生的电压。通过组合不同的供电和测量，成功地生成一个信号向量，借助一种合适的算法从该信号向量中可以确定阻抗分布，或者在函数EIT（fEIT）情况下可以确定该阻抗分布相对于电极平面中参照值的相对变化。后者被用在与状态有关的胸部函数电抗，其中N个电极成环形围绕胸部设置，以由不同肺状态、比如吸气结束和呼气结束时信号向量的比较来重建通气所决定的相对阻抗变化的截面图，其中该阻抗变化是肺通气的局部分布的尺度。胸部fEIT良好地适于尤其在医院中重症监护病房中通气的局部分辨的肺监控。用于电阻抗断层成像的一种装置比如在US 5 919 142 A中被公开。

一种经常使用的数据采集策略是所谓的相邻数据采集，其中通过两个相邻的电极来提供电流，并在剩余的电极之间相邻地测量电压，其中通电的电极由于在通电的电极上的未知电压降而被略过。对于一个供电位置从而得到十三个电压值。对于通过下一电极对所进行的供电，则重新得到了十三个电压，如此使得总共存在16*13=208个电压测量值，由这些电压测量值利用适合该数据采集方式的一种重建规则可以确定阻抗分布，或者在采用208个参照电压时阻抗分布的相对变化。一个这样的数据组至少一次地而不重复地包含有所有独立的测量，并被用于重建EIT图像，该数据组被称作“帧”。一个子区域的数据组是一个“子帧”。还有通过多个电极进行供电和/或电压测量的其他许多数据采集模式，其由于互换性而是等效的。相邻数据采集模式的优点是完全的数据空间，因为其不再是独立的测量值。所有其他的数据采集模式由于所谓的纽曼-狄利克雷（Neuman-Dirichlet）成像的线性                                                而能够由相邻数据采集模式的数据空间来简单地进行构建，它可以容易地在EIT硬件上被成像，并拥有高的灵敏度用于确定相对的阻抗变化。

存在不同的重建方法，以由所测量的电压来推断在电极所包围的区域内部中的阻抗分布。比如用于重建方法的是背投影方法、基于卡尔曼滤波器的技术或基于灵敏度的、以有限元模型为基础的牛顿拉夫森方法。后者由于灵活性较大而目前经常被采用。所有当前的EIT系统在数据采集和重建中都具有一个共同点。其仅仅基于全部电极组的数据分析而工作。然而在临床实践中经常可能出现以下的情况，即比如由于绷带或引流而不能实现一个电极或多个电极与皮肤的电接触，尤其在采用易于手持的电极带时，在此不能任意地改变电极位置。这种无接触的电极在下文中被称作故障电极。在这种情况下当前的EIT系统失效。在最差情况下该系统进入未定义的状态，在最佳情况下进入所定义的状态，并且如果一个或多个所述故障电极再次接触，那么才能获得可进一步利用的数据。当前的EIT系统在任何情况下都不提供在去关联情况下可分析的数据，因为数据采集和重建都没有针对电极的失效来设计。

发明内容

本发明所基于的任务是说明用于电阻抗断层成像的一种方法，以在存在至少一个故障电极时能够进行分析和重建。

该任务通过权利要求1的特征而得到解决。

根据本发明的方法包含有以下的步骤，

借助阻抗测量把不具有身体接触的至少一个电极识别为故障电极，

如此来进行供电，使得至少该故障电极（A）被跳过（uebersprungen），以及

以如下方式来确定在故障电极（A）区域中越过该故障电极（A）的电势：即该故障电极（A）至少一次地被跳过。

该装置的控制或重建软件如此来设计，以尽管至少一个电极故障或不可用而仍然通过跳过该故障电极或多个故障电极而获得测量数据。借助与该运行状态相匹配的数据分析，来确定阻抗分布或相对阻抗分布，其与在全功能下所获得的结果“基本没有”差别。“基本没有”比如意味的是，在全功能和有限功能之间（f）EIT图像值的像素差不再差别大于一个预给定的值或像素预给定值，使得还能够进行医学解析。该EIT系统在此能够在错误不能消除的情况下自动地识别故障电极，提供消息给使用者，并与数据获取模式（DAQ模式）和重建相匹配。