[发明专利]三维心磁源定位方法、系统及服务器

说明书

技术领域

本发明属于生物医学信号分析领域，涉及一种定位方法和系统，特别是涉及一种三维心磁源定位方法、系统及服务器。

背景技术

心磁图是一种基于SQUID系统的新型心脏监控手段，具有无创，无辐射，高灵敏度的特点。临床研究表明，心磁图在心律失常，心肌缺血等疾病的早期诊断方面优于心电等其他监控手段，有极大的应用前景。

心磁图源定位是一种重要的心磁图数据分析方法，将心脏细胞电活动产生的大量微电流集合等效为有限的电流源的活动，使用重建算法去计算电流源的位置，方向和幅度，，推测心脏的生理活动。心磁图的源定位结果与心磁图数据息息相关。目前，常用的心磁数据是单个轴向梯度分量，通过在空间排列形成36通道及以上的阵列测量心脏磁场。此类系统的缺陷是只能记录心脏磁场沿轴向的变化，无法探测磁场的水平分量，因而只能重建二维的平面电流源，无法反映心脏真实的三维电流源活动。为了弥补轴向梯度计的缺点，近年来新研制全张量心磁图系统。理论上，全张量心磁系统记录了空间三维张量信息，包括磁场的垂直分量和水平分量，基于全张量心磁图数据可以重建三维电流源。

除了全张量心磁图数据，合适的源定位算法和准确的先验信息对心磁图定位精度也会产生很大的影响。理论上，心磁源重建属于不适定问题。具体表现在，用少量等效电流源去模拟复杂的心肌电流时，寻优算法的结果往往不收敛或受限于局部最小值。目前，心磁源定位算法具有算法迭代次数多，算法效率低，定位误差大等缺陷。

因此，如何提供一种三维心磁源定位方法、系统及服务器，以解决现有心磁源定位算法具有算法迭代次数多，算法效率低，定位误差大等种种缺陷，实已成为本领域从业者亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于全张量心磁图数据的三维心磁源定位方法、系统及服务器，用于解决现有技术中心磁源定位算法具有算法迭代次数多，算法效率低，定位误差大的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种三维心磁源定位方法，所述三维心磁源定位方法包括以下步骤：在通过全张量心磁图仪在人体胸腔上方的指定区域内进行测量之后，获取一个测量点或多个测量点的均匀场分量数据和均匀场分量数据对应的一阶梯度张量数据；根据预先建立的三维先验阵列，重建心磁源，并推算出拟合的测量点磁场梯度场值；利用用于筛选所述心磁源最优解的误差函数，筛选出最小的误差函数的数值对应的心磁源。

于本发明的一实施例中，所述测量点的均匀场分量数据包括X轴方向的均匀场分量数据、Y轴方向的均匀场分量数据、和/或Z轴方向的均匀场分量数据；所述测量点的一阶梯度张量数据包括：X轴方向的均匀场分量数据偏x的一阶梯度张量数据、X轴方向的均匀场分量数据偏y的一阶梯度张量数据、X轴方向的均匀场分量数据偏z的一阶梯度张量数据；Y轴方向的均匀场分量数据偏x的一阶梯度张量数据、Y轴方向的均匀场分量数据偏y的一阶梯度张量数据、Y轴方向的均匀场分量数据偏z的一阶梯度张量数据；和/或Z轴方向的均匀场分量数据偏x的一阶梯度张量数据、Z轴方向的均匀场分量数据偏y的一阶梯度张量数据、Z轴方向的均匀场分量数据偏z的一阶梯度张量数据；其中，X轴方向的均匀场分量数据偏y的一阶梯度张量数据＝Y轴方向的均匀场分量数据偏x的一阶梯度张量数据；Y轴方向的均匀场分量数据偏z的一阶梯度张量数据＝Z轴方向的均匀场分量数据偏y的一阶梯度张量数据；X轴方向的均匀场分量数据偏z的一阶梯度张量数据＝Z轴方向的均匀场分量数据偏x的一阶梯度张量数据；X轴方向的均匀场分量数据偏x的一阶梯度张量数据+Y轴方向的均匀场分量数据偏y的一阶梯度张量数据+Z轴方向的均匀场分量数据偏z的一阶梯度张量数据＝0；原始的测量点磁场梯度场值＝{X轴方向的均匀场分量数据偏x的一阶梯度张量数据，X轴方向的均匀场分量数据偏y的一阶梯度张量数据，X轴方向的均匀场分量数据偏z的一阶梯度张量数据，Y轴方向的均匀场分量数据偏z的一阶梯度张量数据，Z轴方向的均匀场分量数据偏z的一阶梯度张量数据，Z轴方向的均匀场分量数据}。

于本发明的一实施例中，所述误差函数的表达式为：

其中，k为通过全张量心磁图仪获取的测量点的总数。

于本发明的一实施例中，重建的心磁源包括X轴的位置参数，Y轴的位置参数，Z轴的位置参数；及X轴的方向参数，Y轴的方向参数，Z轴的方向参数。