[发明专利]一种自构造背景帧的电阻抗断层成像方法

说明书

技术领域

本发明属于电阻抗断层成像（Electrical Impedance Tomography，EIT）领域，特别涉及一种自构造背景帧的电阻抗断层成像方法。

背景技术

电阻抗断层成像通过在被测目标某一断层表面施加一定的交流电流，并测量相应检测电极上的边界电压，然后根据一定的重建算法重构出目标内部电阻率分布图像或电阻率变化的分布图像，前者称为静态EIT，后者称为动态EIT。静态EIT依据一帧数据重构被测目标内部电阻率的分布图像，是一种病态性较严重的成像方法，易受噪声的影响而难以获得质量较好的图像，因而实用性差。但实践对于基于一帧数据获得被测目标内部电阻率分布图像的需求一直存在。动态EIT采用差分成像方法，将两帧实测数据做差后进行图像重建，可以降低噪声的影响，因而能实时动态地反映被测目标内部电阻率的变化。中国专利申请（专利号：ZL 03134598.0），公开了名称为一种用于床旁图像监护的电阻抗断层成像方法及装置，对动态EIT技术方案进行了详细披露。但动态EIT必须对两帧数据进行差分才能成像，不能用一帧数据反映目标内部电阻率的分布。因此，需要一种自构造背景帧的电阻抗断层成像方法，以实现用一帧原始数据重建目标内部电阻率分布的图像。

发明内容

针对使用一帧实测数据进行电阻抗断层成像的实践需求，本发明的目的在于，提供一种自构造背景帧的电阻抗断层成像方法，该方法可以重构目标内部电阻率分布的图像。

为了实现上述任务，本发明采取如下技术解决方案：

一种自构造背景帧的电阻抗断层成像方法，其特征在于，该方法将来自目标上均匀分布的电极采集的一帧EIT原始数据导入背景帧构造系统中，在背景帧构造系统中基于EIT原始数据对称性映射过程构造并输出一帧背景帧，通过差分EIT成像将EIT原始数据和基于该数据构造的背景帧的差值作为已知量，通过求解推算目标内部电阻率的分布，最后输出EIT图像；

所述的背景帧构造系统是一个软件系统，它包括EIT原始数据导入、原始数据对称性映射矩阵的构建、原始数据对称性映射、背景帧的构造和背景帧的输出；其中：

所述的EIT原始数据的导入是将EIT硬件系统采集的一帧原始数据导入到背景帧构造系统，并对EIT原始数据进行编号和存储；

所述的原始数据对称性映射矩阵是存储一帧EIT原始数据测量位置的矩阵，具有2行和N列元素，第一行存放测量位置在具有对称结构的目标右侧的原始数据的编号，第二行存放测量位置在具有对称结构的目标左侧的原始数据的编号，同一列两个元素是具有对称测量位置的EIT原始数据的编号；

所述的EIT原始数据对称性映射过程是，将一帧EIT原始数据的所有元素按照原始数据对称性映射矩阵排列成2×N的矩阵，并将第一行或第二行的元素复制到另外一行；

所述的背景帧的构造是将经过对称性映射后的数据按照对称性映射矩阵中原始数据的编号构造一帧完整的原始数据作为背景帧；

所述的背景帧的输出是将构造出的背景帧以EIT差分成像所需要的文件格式输出。

所述的对称测量位置是目标左右侧对称的测量位置。

所述的测量位置是获得一个原始数据的两个电极的位置。

本发明的方法可以实现用一帧EIT原始数据重构目标内部电阻率分布图像。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

图2是实施例的流程图。

图3是实施例的目标及电极分布示意图。

图4是实施例的部分对称测量位置示意图。

图5是实施例重建出的近似椭圆目标的电阻率分布图。

具体实施方式

首先需要说明的是，以下的实施例仅用于本领域的技术人员进一步理解本发明，本发明并不限于该实施例，凡是由本领域技术人员根据发明的技术方案做出的等效替换和增加，同样属于本发明保护的范围。

参见图1，本实施例给出一种自构造背景帧的电阻抗断层成像方法，将来自目标上均匀分布的电极采集的一帧EIT原始数据导入背景帧构造系统中，在背景帧构造系统中基于EIT原始数据对称性映射过程构造并输出一帧背景帧，通过差分EIT成像将EIT原始数据和基于该数据构造的背景帧的差值作为已知量，通过求解推算目标内部电阻率的分布，最后输出EIT图像；