[发明专利]一种用于肢体截面成像的电阻抗断层成像测量方法，装置，及系统

说明书

本发明公开了一种用于肢体截面成像的电阻抗断层成像测量方法，装置，及系统，其在现有技术的基础之上，为了校正电流源的不稳定性给电阻抗成像系统测量带来的影响，引入了实时电流校正的闭环调节过程，所述FPGA主控制器受控于所述程序依据当前采集的电流幅值进行判断和决策，控制所述激励电流通道调整输出的激励电流；为了降低电极‑皮肤界面的接触阻抗和减少接触界面的低频噪声，利用特殊工艺制成牢固可靠的柔性电极，并在柔性电路基底的相邻电极对间引入了电压跟随器和差分放大电路。本发明兼顾生物医学成像领域对电阻抗成像系统信噪比和采样率的要求，具有可运动穿戴，小型化，无损伤，成像速率快的特点。

技术领域

本发明涉及电阻抗成像技术领域，特别是涉及一种用于肢体截面成像的电阻抗断层成像测量方法，装置，及系统。

背景技术

电阻抗成像(Electrical Impedance Tomography，EIT)是一种新兴的成像技术，根据物体内部组织电特性参数(如电阻、电容率)的不同，通过激励电极对其表面施加安全的激励电流(或电压)，同时通过测量物体表面的响应电压(或电流)信号，利用特定的图像重建算法，可以重建出反映组织和功能状态与变化规律的电阻抗分布图像。

近年来，由于电阻抗成像技术因其无损伤、无辐射、低成本和可连续性监测等优点受到广泛关注，在可穿戴和便携式的电阻抗成像系统研究中，国内外许多研究者都做了许多深入而细致的研究。有的研究者设计了一种便携式电阻抗成像系统的电阻抗测量装置及测量方法，采用强度恒定的方波电流信号作为激励，简化了相敏解调的运算量；有的研究者设计了一种基于ZYNQ的可运动穿戴的便携式人体电阻抗实时成像装置，采用松紧带和市面上的纽扣式生理电极设计方案，用于使贴片电极与人体接触良好。有的研究者设计了一种便携式24通道人体生物电阻抗监测装置及检测方法，利用测量笔和固定的手环灵活地测量人体生物阻抗的电学信息。有的研究者设计了一种适用于运动状态下的电阻抗成像电极与系统，通过采集柔性纤维压阻材料其电阻值的变化，可以监测制备的电极位置等状态的变化情况。但是，目前的电阻抗成像系统仍然面临着图像分辨率较低和硬件精度不高的现状，无法满足可穿戴运动的成像需求(如手环、腿环等)，目前亟待解决以下存在的问题：

1)目前大部分用于人体电阻抗成像系统的电极都使用商用的生理电极，其面积较大，不适用于手、腿等周长较短的部位，且能够安置的电极数量非常有限，这就使得用来重建图像的数据量非常有限。

2)电阻抗图像重建的实质是通过表面电位去求解一个病态的非线性逆问题，其病态表现之一就是边界电压数据的微小扰动会引起解的巨大变化。目前大部分电阻抗系统都是直接采集电极上的电压，而电极-皮肤的接触表面作为信号获取链的第一个部分，其特性常常是限制系统性能的瓶颈，且电极带直接环绕在人体表面后通过同轴电缆传递至下一级电路，这中间过长的电极传输线会受电路寄生参数和低频噪声的影响，这就使得人在某一相对的时刻一旦有微小的运动，则会给成像产生较大的干扰。

3)电阻抗成像系统需要一个宽的频率范围，但是高频下实际电流源的输出阻抗由于电路寄生参数会变小，带负载能力大大降低，输出的电流容易受到负载阻抗的影响，从而降低了硬件系统的稳定性。

4)在电阻抗成像系统中，解调用来获得人体表面边界电压的幅值与相位，为了满足可穿戴运动实时成像的速度需求，设计一种基于FPGA的快速解调的算法是有必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于肢体截面成像的电阻抗断层成像测量方法，装置，及系统，用以解决背景技术中提及的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于肢体截面成像的电阻抗断层成像测量方法，该方法包括：

针对一待测物，在其肢体表面设置多个柔性电极；