[发明专利]抑制组织间互感耦合作用的多频电磁层析成像方法

说明书

本发明涉及一种抑制组织间互感耦合作用的多频电磁层析成像方法，将多个线圈分布在被测物场周围，采用循环激励，循环检测的方式，给激励线圈依次通入不同频率的交变激励电流，位于被测区域周围的检测线圈在不同频率下依次产生感应电压，进而获取信号相移，通过已知的被测区域中健康脑不同组织的电导率，求取健康脑生物组织的电感耦合信息，用于修正多频电磁层析成像方法，实现抑制组织间互感耦合作用的多频电磁层析成像检测。本发明可以降低由于生物组织间互感耦合作用、提高脑出血成像的分辨率。

技术领域

本发明属于生物成像技术领域，涉及一种降低因生物组织在电磁场中电感耦合作用所产生误差的多频成像方法，用于脑出血的非接触式检测。

背景技术

目前临床中经常使用CT，MRI等医学成像方法检测脑出血等颅内疾病，但是CT含有放射源，MRI具有强磁场，只能用于一次性检测，无法用于长期连续监护颅内病变。为了实现颅内病变的连续监护，急需一种无辐射、弱磁场的可实现人体连续监控的医学成像技术。电磁层析成像是一种基于电磁感应原理的电学层析成像技术，由于电磁场可以穿透电导率较低的颅骨，以及其非接触、无辐射、价格低廉等特点，可实现脑出血等病灶的长期连续监测，具有很大的发展前景。

电磁层析成像技术用于脑出血检测时，在图像重建求边界测量值时有时间差和频率差两种方法，其中频率差方法利用了生物组织的电导率随频率变化的特点，将两个不同频率下的脑组织电导率得到的检测信号做差，作为边界测量值进行图像重建，获得所有组织在两个频率下的电导率差分布。然而，其他脑组织电导率随频率的变化会引起脑出血成像结果中存在的伪影，影响脑出血成像的分辨率。假设所有组织产生的检测信号是每一种组织产生的检测信号的线性叠加，可以使用多频率依次激励的方法从所有组织的测试信息中分离出脑出血信息，进而针对脑出血的位置和尺寸进行单独的图像重建，可以提高脑出血的位置和大小的成像精度。然而，由于生物组织在电磁场中产生涡流，且涡流之间的互感耦合会导致所有组织产生的检测信号并不是一种组织产生的检测信号的线性叠加，给多频电磁层析成像方法带来误差，需要进一步修正。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以降低由于生物组织间互感耦合作用、提高脑出血成像的分辨率的多频电磁层析成像方法。本发明的技术方案如下：

一种抑制组织间互感耦合作用的多频电磁层析成像方法，将多个线圈分布在被测物场周围，采用循环激励，循环检测的方式，给激励线圈依次通入不同频率的交变激励电流，位于被测区域周围的检测线圈在不同频率下依次产生感应电压，进而获取信号相移，通过已知的被测区域中健康脑不同组织的电导率，求取健康脑生物组织的电感耦合信息，用于修正多频电磁层析成像方法，实现抑制组织间互感耦合作用的多频电磁层析成像检测，方法如下：

(1)利用式通过有限元方法计算出在激励电流频率为f_i时，健康脑组织j在检测线圈上引起的检测电压差其中，j是健康脑组织标号，1≤j≤n，n为所有健康脑组织个数；i是激励频率标号，f_i取两个频率f₁和f₂；是在激励电流频率为f_i时敏感场中存在健康脑组织j时检测线圈上的检测电压；是在激励电流频率为f_i时敏感场中只有空气分布时检测线圈上的检测电压。

(2)利用式计算出在激励电流频率为f_i时，健康脑组织j引起的检测电压的相移

(3)利用式计算出在激励电流频率为f_i时，健康脑组织j和k之间耦合引起的相移其中是健康脑组织j和k同时存在时引起的检测线圈上检测电压的相移；是健康脑中只有组织k存在时引起的检测线圈上检测电压的相移。