[发明专利]一种电阻抗断层成像电极的接触阻抗校准方法

说明书

本发明公开了一种电阻抗断层成像电极的接触阻抗校准方法，在原有差分算法的基础上，通过一种接触阻抗校准算法，生成带有消除接触阻抗变化对成像数据的影响的新预迭代矩阵，使得在即使接触阻抗发生改变的情况下依旧可以准确成像。本发明通过校准接触阻抗可以很好的解决上述问题，在实际测量过程中无需过多的关注电极与被测物体存在接触阻抗影响成像质量的问题，去除干扰后比如被测物体的一些微小扰动信息，在图像上也可以呈现出来。

技术领域

本发明属于时间差分成像领域，具体地说，是一种电阻抗断层成像电极的接触阻抗校准方法。

背景技术

电阻抗成像(Electrical impedance tomography，EIT)是一种无创，无损的新型成像技术。EIT技术是将一组电极置于物体表面，注入适当频率和可调的微小电流来测量物体表面的边界电压，并通过一定的重建算法，得到被测物体内部的电导率特性，通过图像形式表现出来。目前EIT算法主要采用的方式是时间差分成像，利用两个不同时刻的测量数据重建出这两个时刻的电导率分布差值，从而构建出差分图像。

由于EIT是需要通过电极与被测物体接触方可进行测量，在电极与被测物体接触表面其实存在着接触阻抗干扰，会使得我们测到的边界电压是包含了接触阻抗的数据，较大的接触阻抗存在有可能会淹没被测物体的测量信息，导致最终无法等到准确的图像信息。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种电阻抗断层成像电极的接触阻抗校准方法，在原有差分算法的基础上，通过一种接触阻抗校准算法，生成带有消除接触阻抗变化对成像数据的影响的新预迭代矩阵，使得在即使接触阻抗发生改变的情况下依旧可以准确成像。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明公开了一种电阻抗断层成像电极的接触阻抗校准方法，在原有的时间差分成像基础上，引入存在接触阻抗的信息计算，通过接触阻抗校准算法生成新的预迭代矩阵，保留原来的成像信息，去除由接触阻抗引起的干扰信息。

作为进一步地改进，本发明所述的接触阻抗校准方法为：

1)利用模体采集各个电极存在接触阻抗的数据与不存在接触阻抗的数据；

2)通过该数据计算单位接触阻抗变化的矩阵；

3)通过单位接触阻抗变化矩阵得到包含接触阻抗校准的预迭代矩阵；

4)通过该矩阵替换原有的预迭代矩阵进行成像。

作为进一步地改进，本发明所述的步骤1)具体为：利用圆形的模体，在电极L_e(e＝0,1,2…N)上分别串联阻值为Re(e＝0,1,2…N)的电阻来模拟每个电极上接触阻抗变化不同阻值的情况，并设置开关可切换阻值，然后开始采集数据。

作为进一步地改进，本发明所述的数据采集方式为：先采集一帧所有电极上串联电阻阻值为R0的数据，接着采集一帧单个电极接触阻抗变为R1的数据，采集完后还原到初始状态，循环接下来的所有电极，最终总共得到的数据A1中有N+1帧数据，同理将使用阻值R2采集到第二组数据A2,使用阻值Rn采集到第N组数据An。

作为进一步地改进，本发明所述的步骤2)的具体步骤为：

根据归一化处理计算公式：

将采集到的两组数据中，串联R0的那一帧作为A(0)，其余作为A(i)进行数据处理，得到一个N个电极接触阻抗变化(R1-R0)欧的数据D1和一个N个电极接触阻抗变化为(R2-R0)欧的数据D2；N个电极接触阻抗变化为(Rn-R0)欧的数据Dn；利用上述的任意两组数据计算J_z，比如选取D1和D2计算

可得到单位接触阻抗变化的矩阵J_z。