[发明专利]一种优化边缘灵敏度的EIT传感器设计方法

说明书

本发明公开了一种优化边缘灵敏度的EIT传感器设计方法，首先将n个电极放置在距患者双眉往上3cm的水平面上，并在前额中心与后枕中心各自放置一个电极作为固定电极，将其余电极以间隔弧长放置；将此均匀电极排布作为初始电极位置对患者进行初始成像，根据成像所显示的病变所处区域的不同对电极位置进行优化，将全部电极分为两组，分别进行移动，记录并保存RS、BR值；根据RS与BR值固定靠近病变位置的电极组到最优位置，在删除一定的数据后再根据RS与BR值固定另一远离病变位置的电极组到最优位置。本发明有效提升了边缘位置成像的质量，通过改变电极使更多的电流流经目标区域，从而提升灵敏度，使成像BR值更小，伪影更少。

技术领域

本发明属于电学层析成像领域的应用，具体涉及一种优化边缘灵敏度的EIT传感器设计方法。

背景技术

电学层析成像(Electrical Tomography，ET)是一种利用电特性敏感机理的过程层析成像技术，它利用边界电极测量电压信息，通过数学方法逆推被测物体内部的电特性参数分布，从而推导出真实内部物体分布情况。电学层析成像主要包括三类基本成像形式，即电容层析成像(Eletrical Capacitance Tomography，ECT)、电阻层析成像(ElectricalResistance Tomography，ERT)和电磁层析成像(Eletromagnetic Tomography，EMT)，其中电阻层析成像和电容层析成像又可以合称为电阻抗层析成像(Eletrical ImpedanceTomography，EIT)技术。电阻抗成像技术在医学成像领域有着广泛的应用，如L Wang等人2016年在上海开展的《关于电磁研究进展的研讨会》(Progress In ElectromagneticResearch Symposium)上发布的(颅内出血头部模型的影像监测)(Image Monitoring forHead Phantom of Intracranial Hemorrhage Using Electrical ImpedanceTomography)，其对开颅与不开颅的头部模型进行了出血实验，验证了EIT在头部成像的可行性。B Yang等人2019年发表在《神经图像：临床》(NeuroImage:Clinical)第23卷编号101909，题为‘脑水肿脱水治疗过程中阻抗断层扫描与颅内压比较’(Comparison ofelectrical impedance tomography and intracranial pressure during dehydrationtreatment of cerebral edema)文章用EIT成功检测了脱水治疗脑水肿过程中的变化，并且与ICP曲线对照，验证了EIT对脑水肿变化检测的准确性。这些研究均采用16电极均匀放置在患者头部周围的传感器排布方式。对于未知病变部位的探测，这种均匀电极排布的方式是非常有效的，因为它将灵敏度较均匀地分布在头部位置，从而使得任意位置出现病变都可以直观、有效的反映出来。但是实际应用过程中，头部并非规则模型，均匀分布电极会导致部分区域的灵敏度过低而影响成像质量，而我们需要更好的成像质量来帮助医生判断当前患者的病情。因此，需要对边缘地区，即灵敏度分布不均匀，成像质量较差的区域进行优化，以保证病变位置处于该区域时，能够有较好的成像质量。

发明内容

本发明解决的技术问题是提出了一种优化边缘灵敏度的EIT传感器设计方法，其目的是使头部边缘位置的灵敏度增大，从而使该区域的成像质量提高，进而有利于医生判断病情，提高患者的治愈率。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种优化边缘灵敏度的EIT传感器设计方法，其特征在于具体步骤如下

步骤一、在患者距双眉往上3cm的水平面上，在颅脑前额外围中心与后枕外围中心各放置一个电极作为固定电极，将其余n-2个电极以电极中心间隔弧长为放置，其中c为患者颅脑在该水平面的周长，n为电极数；

步骤二、采用相对激励模式，相邻测量模式采集边界电压，计算灵敏度矩阵并进行初始图像重建；