[发明专利]一种基于可穿戴式心磁三维测量装置的三维成像方法

说明书

本发明涉及一种基于可穿戴式心磁三维测量装置的三维成像方法，可穿戴式心磁三维测量装置通过磁屏蔽空间内可调节式背心固定的多个测量传感器，获得人体全部的三维心磁信号，方法包括：按照预设幅值信息对传输的三维心磁信号筛选，采用独立成分分析和经验模态分解方法对筛选后的心磁信号进行降噪和降维处理，并基于人体的CT影像建立的包括躯干、心脏和双肺区域的三维网格模型，采用正向求解方式获取心脏至体外传感器位置的磁场传导的导联场矩阵，基于导联场矩阵和多通道信号，逆向求解用于实时展示的心脏外膜表面的磁场分布。上述可穿戴式心磁三维测量装置能够同步获取三维心磁信号，并且实时分析进行展示，其成本低且便于携带。

技术领域

本发明涉及生物医学技术领域，尤其涉及一种基于可穿戴式心磁三维测量装置的三维成像方法。

背景技术

心磁图是一种无创，无接触的心脏检测技术，与心电相比具有高灵敏度，高信噪比，对涡流信号敏感等优势。心磁图在胎儿心脏疾病检测，冠状动脉疾病早期诊断，心脏病术后评估等心脏疾病诊断方面具有重要的临床研究价值。其中测量心脏磁场的SERF（SpinExchange Relaxation Free, SERF）原子磁强计具有超高灵敏度。

现有的商业化心磁测量系统主要包括基于超导量子干涉仪（superconductingquantum interference device，SQUID）的心磁仪与基光泵磁力仪（Optically-PumpedMagnetometers）于OPM的心磁仪。前者体积较大，移动不便，并且需要液氮冷却使用，维护费用昂贵。并且SQUID传感器距离躯干距离较远不能贴合躯干，并且测量方位受到限制，不能同步测量前胸及后背心磁信号。OPM心磁装置相对于SQUID传感器而言，维护成本低，移动方便，其现有系统只能测量前胸的心磁信号，不能同步获取全部的心磁特征信号。

为此，亟需一种能够同步获取三维心磁信号，并且进行正向成像的装置。

发明内容

（一）要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种基于可穿戴式心磁三维测量装置的三维成像方法。

（二）技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供一种基于可穿戴式心磁三维测量装置的三维成像方法，所述可穿戴式心磁三维测量装置借助于磁屏蔽空间内可调节式背心固定的多个测量传感器，获得对应测量传感器位置的三维心磁信号，所述三维成像方法包括：

S10、按照预设幅值信息对传输的三维心磁信号筛选，获得筛选后的心磁信号；

S20、采用独立成分分解和经验模态分解方法对所述筛选后的心磁信号进行降噪和降维处理，获得重构的多通道心磁信号；

S30、基于重构的多通道心磁信号和预先采用正向求解方式获取的心脏至体外传感器位置的磁场传导的导联场矩阵 L，采用逆向求解方式得到用于实时展示的心脏外膜表面的磁场分布；

其中，所述导联场矩阵 L为采用预先建立的三维网格模型、被测试的人体模型中各介质对应的电势、电导率及源点位置信息获取的；所述三维网格模型为基于人体模型的CT影像建立的包括躯干、心脏和双肺区域的模型。

可选地，所述S10包括：

在三维心磁信号中，选择幅值小于100PT的通道信号作为筛选后的心磁信号。

可选地，所述S20包括：