[发明专利]一种基于SERF原子磁强计的高空间分辨率心磁成像方法

说明书

本发明涉及一种基于SERF原子磁强计的高空间分辨率心磁成像方法，包括：排布多层SERF原子磁强计阵列模块，标定多层阵列信号投影至最底层阵列的函数关系模块，计算多层阵列生成心磁图像模块。本发明提出的方法相比于基于单层排布SERF原子磁强计阵列的心磁成像方法，具有的优点是在单位面积上可以采集更多信号、传感阵列的散热效果更好、传感阵列的串扰更小、成像空间分辨率更高。

技术领域

本发明属于生物医学信号分析领域，涉及一种基于SERF(Spin ExchangeRelaxation Free，无自旋交换弛豫)原子磁强计阵列的高空间分辨率心磁成像方法。

背景技术

基于SERF原子磁强计的心磁成像是一种新型心脏检测方法，具有无创、无辐射、非接触、室温下工作、高灵敏度、高时间分辨率的特点。研究表明，基于SERF原子磁强计的心磁成像在心律失常、心肌缺血、胎儿心脏等疾病诊断方面优于心电等其他检测方法，有较高的医学研究和应用价值。

基于SERF原子磁强计的高空间分辨率心磁成像方法是基于SERF原子磁强计的心磁诊断技术的应用之一，其原理是使用多层排布的SERF原子磁强计阵列采集心磁信号，把多层阵列心磁信号都垂直投影到最底层阵列进行成像，从而实现高空间分辨率的心磁成像。相比于SQUID(Superconducting Quantum Interference Device，超导量子干涉装置)磁强计，SERF原子磁强计可以在室温工作，并且传感器自由组合实现多层排布，可以实现更高空间分辨率的心磁成像。

目前心磁成像方法具有一定的局限性，主要是成像空间分辨率低、传感阵列的散热效果差、传感阵列的串扰大、在二维图成像用于疾病诊断中包含局部细节信息少。

因此，如何提供一种基于SERF原子磁强计阵列的高空间分辨率心磁成像方法，以解决现有心磁成像的局限性，已成为本领域从业者亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的缺点，提供一种基于SERF原子磁强计的高空间分辨率心磁成像方法，用于解决现有技术中心磁成像方法的成像空间分辨率低、传感阵列的散热效果差、传感阵列的串扰大、在二维图成像用于疾病诊断中局部信息少的问题。

为实现上述目的及其他的相关目的，本发明一种基于SERF原子磁强计的高空间分辨率心磁成像方法，包括以下步骤：

步骤一，排布多层SERF原子磁强计阵列。该步骤设置SERF原子磁强计阵列的层数和相邻SERF原子磁强计之间水平方向排布间隔；根据成像空间分辨率指标要求，计算出需要的SERF原子磁强计阵列的层数和相邻SERF原子磁强计之间水平方向排布间隔；得到满足空间分辨率成像要求的多层SERF原子磁强计阵列，该步骤采集的心磁信号可用于步骤三。

步骤二，标定多层阵列信号投影至最底层阵列的函数关系。基于排布多层SERF原子磁强计阵列模块得到确定层数和相邻SERF原子磁强计之间水平方向排布间隔的多层SERF原子磁强计阵列，对多层阵列中每层阵列分别进行标定，标定方法是对每层阵列垂直移动多个高度测量心磁信号，然后拟合心磁信号与高度之间的关系；实现多层阵列中每层阵列的信号都可以根据标定结果计算出投影到最底层高度时的信号幅值，该步骤获得的结果用于步骤三。

步骤三，计算多层阵列生成心磁图像。根据步骤一采集的心磁信号，以及步骤二获得的标定结果，计算多层阵列信号垂直投影至最底层阵列的信号，得到多层阵列信号都化为最底层阵列的信号，对合成后的最底层阵列信号计算心磁图像，包括二维等磁图和二维伪电流密度图。

所述排布多层SERF原子磁强计阵列模块由多层SERF原子磁强计阵列构成，并且任一层SERF原子磁强计阵列中的每个SERF原子磁强计内部敏感源在水平方向位置相对其他层传感阵列的每个SERF原子磁强计内部敏感源都是交叉排布，没有重合排布。