專利名稱：一種電阻抗成像的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電阻抗成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電阻抗成像的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)預(yù)處理方法。
背景技術(shù)：
電阻抗成像技術(shù)通過安放在被測(cè)者體表周圍的電極，實(shí)時(shí)連續(xù)地采集數(shù)據(jù)，并結(jié)合采集數(shù)據(jù)，利用一定的成像方法，重建出人體內(nèi)部的電阻抗分布圖像或阻抗變化。因此， 有效和穩(wěn)定的采集數(shù)據(jù)是電阻抗成像的重要基礎(chǔ)。但在實(shí)際應(yīng)用中，被測(cè)者不可避免的體動(dòng)干擾，嚴(yán)重影響了電阻抗圖像的質(zhì)量。而且由于電阻抗成像技術(shù)的特殊性，這種體動(dòng)干擾無法利用常規(guī)的信號(hào)處理技術(shù)消除。即使被測(cè)者恢復(fù)靜息狀態(tài)，采集數(shù)據(jù)恢復(fù)穩(wěn)定，干擾仍然存在，圖像仍然存在嚴(yán)重偽影。導(dǎo)致的結(jié)果是體動(dòng)干擾淹沒了正常的采集數(shù)據(jù)，人體內(nèi)部的某些重要電阻抗變化可能無法通過電阻抗圖像得到及時(shí)反映，不利于電阻抗成像的臨床推廣和應(yīng)用。因此，為了消除此類體動(dòng)干擾，需要一種能夠判斷干擾信號(hào)、消除干擾影響，簡(jiǎn)單且有效的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)預(yù)處理方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)電阻抗成像技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種電阻抗成像的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)預(yù)處理方法，該方法能夠?qū)崟r(shí)判斷并處理體動(dòng)干擾信號(hào)，避免體動(dòng)干擾信號(hào)淹沒正常數(shù)據(jù)中的已有信息。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)解決方案—種電阻抗成像的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)預(yù)處理方法，其特征在于，該方法在對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)中，結(jié)合已采集的正常數(shù)據(jù)，利用相關(guān)分析的方法，分析當(dāng)前采集數(shù)據(jù)的特性；若當(dāng)前采集數(shù)據(jù)是平穩(wěn)數(shù)據(jù)，但與已采集數(shù)據(jù)處于不同基線水平，則利用因子校正法進(jìn)行處理并成像。具體按以下步驟操作1)將已采集的正常數(shù)據(jù)和當(dāng)前采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，通過相關(guān)系數(shù)來判定當(dāng)前采集數(shù)據(jù)的特性；判定方法是假設(shè)Hiatl)為當(dāng)前時(shí)刻的采集數(shù)據(jù)，m(t0-l)為前一次已采集的正常數(shù)據(jù)，兩者的相關(guān)系數(shù)為R(tQ，tQ-l)；若R值大于0. 95，則判定當(dāng)前采集數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)，并進(jìn)行下一步的成像處理；若R值小于0. 95，則判定當(dāng)前采集為完全干擾數(shù)據(jù)，則不進(jìn)行成像處理；當(dāng)采集數(shù)據(jù)非正常時(shí)，不停止數(shù)據(jù)采集，并持續(xù)分析前后兩次數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù) R(t0+i, t0+i-l), i = 1，2，3...，直到R值大于0. 95，數(shù)據(jù)進(jìn)入另一穩(wěn)定狀態(tài)；2)若當(dāng)前數(shù)據(jù)判斷為與已采集數(shù)據(jù)不同的平穩(wěn)數(shù)據(jù)，則通過因子校正法來修正恢復(fù)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，即定義a = m(tQ-l)/m(tQ+i)為校正因子向量，對(duì)tQ+i時(shí)刻之后采集的穩(wěn)定數(shù)據(jù)m (t。+i+j)利用校正因子 a 進(jìn)行校正 m(i0 +/ + _/) = a · m(t0 + i + y),其中 j = ι，2，3···，最
后使用AOq +1 + J)數(shù)據(jù)進(jìn)行成像。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，帶來的技術(shù)效果是首先，通過求解數(shù)據(jù)間的相關(guān)系數(shù)來分析信號(hào)的特性，從而能夠簡(jiǎn)單快速有效地確定干擾信號(hào)。其次，通過定義因子校正向量， 將恢復(fù)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)校正到與原正常數(shù)據(jù)處于同一基線水平，從而避免體動(dòng)干擾淹沒正常數(shù)據(jù)中的已有信息。


圖1是電阻抗成像數(shù)據(jù)的體動(dòng)干擾示意圖；圖2是電阻抗成像數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析；圖3是電阻抗成像的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)預(yù)處理方法的原理框圖；圖4是經(jīng)預(yù)處理后的電阻抗圖像，其中，左圖是正常采集數(shù)據(jù)的成像結(jié)果，中間圖是體動(dòng)干擾后數(shù)據(jù)恢復(fù)穩(wěn)定，但圖像仍存在嚴(yán)重偽影；右圖是經(jīng)因子校正后的成像結(jié)果。以下結(jié)合附圖和發(fā)明人給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，電阻抗成像受到體動(dòng)干擾時(shí)，數(shù)據(jù)完全被淹沒。即使數(shù)據(jù)恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，其基線水平與原先數(shù)據(jù)不同，仍然不能進(jìn)行正確成像。分析干擾數(shù)據(jù)與穩(wěn)定數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，如圖2所示，可知穩(wěn)定數(shù)據(jù)之間相關(guān)性較高R > 0. 95，而穩(wěn)定數(shù)據(jù)和干擾數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性較差。因此，利用相關(guān)系數(shù)判定數(shù)據(jù)的特性是可行的。數(shù)據(jù)預(yù)處理的流程如圖3所示。在數(shù)據(jù)采集的過程中，首先判斷數(shù)據(jù)的有效性。計(jì)算當(dāng)前數(shù)據(jù)Hiatl)和前一幀數(shù)據(jù)Hiaci-D的相關(guān)系數(shù)Ratl,、-ι)。若Ratl, t0-D >0.95， 判定數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)，并進(jìn)行下一步的成像處理；若Rac^tci-I) <0. 95，判定數(shù)據(jù)為干擾數(shù)據(jù)，不進(jìn)行成像處理。因?yàn)镠iaci-D是有效數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記，作為隨后計(jì)算校正因子向量a的參數(shù)。此后，繼續(xù)觀測(cè)當(dāng)前采集數(shù)據(jù)和其前一幀數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)Radi，t0+i-l), i =1,2,3...直至R >0.95，說明數(shù)據(jù)進(jìn)入另一穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)數(shù)據(jù)恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，仍然不能有效成像(圖像仍存在嚴(yán)重偽影，如圖4中間圖所示)。因此，利用因子校正法進(jìn)行數(shù)據(jù)修正。定義a = Hiatl-I)/maji)為校正因子向量。對(duì)‘+i時(shí)刻之后采集的穩(wěn)定數(shù)據(jù)maji+j)利用校正因子a進(jìn)行校正 m(t0+i + j) = a-m(t0+i + _/),其中 j = 1，2，3···。最后使用m(>0 + z+ + j+)數(shù)據(jù)進(jìn)行成像。校正的效果如圖4(右圖)所示。
權(quán)利要求
1.一種電阻抗成像的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)預(yù)處理方法，其特征在于，該方法在實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)中，結(jié)合已采集的正常數(shù)據(jù)，利用相關(guān)分析的方法，分析當(dāng)前采集數(shù)據(jù)的特性；若當(dāng)前采集數(shù)據(jù)是平穩(wěn)數(shù)據(jù)，但與已采集數(shù)據(jù)處于不同基線水平，則利用因子校正法進(jìn)行處理并成像。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，具體按以下步驟操作1)將已采集的正常數(shù)據(jù)和當(dāng)前采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，通過相關(guān)系數(shù)來判定當(dāng)前采集數(shù)據(jù)的特性；判定方法是假設(shè)Hiatl)為當(dāng)前時(shí)刻的采集數(shù)據(jù)，m(t0-l)為前一次已采集的正常數(shù)據(jù)，兩者的相關(guān)系數(shù)為 R(tQ，tQ-l)；若R值大于0. 95，則判定當(dāng)前采集數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)，并進(jìn)行下一步的成像處理； 若R值小于0. 95，則判定當(dāng)前采集為完全干擾數(shù)據(jù)，則不進(jìn)行成像處理； 當(dāng)采集數(shù)據(jù)非正常時(shí)，不停止數(shù)據(jù)采集，并持續(xù)分析前后兩次數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)Radi， t。+i-l)，i = 1，2，3...，直到R值大于0. 95，數(shù)據(jù)進(jìn)入另一穩(wěn)定狀態(tài)；2)若當(dāng)前數(shù)據(jù)判斷為與已采集數(shù)據(jù)不同的平穩(wěn)數(shù)據(jù)，則通過因子校正法來修正恢復(fù)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，即定義a = m (t0-l) /m (t0+i)為校正因子向量，對(duì)‘+i時(shí)刻之后采集的穩(wěn)定數(shù)據(jù) m (t。+i+j)利用校正因子 a 進(jìn)行校正 m(i0 +/ + 7) = a· m(t0 + i + y),其中 j = ι，2，3···，最后使用AOq +1 + j)數(shù)據(jù)進(jìn)行成像。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電阻抗成像的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)預(yù)處理方法，該方法結(jié)合已采集的正常數(shù)據(jù)，利用相關(guān)分析的方法，分析當(dāng)前采集數(shù)據(jù)的特性。若當(dāng)前數(shù)據(jù)判斷為完全干擾數(shù)據(jù)，則不進(jìn)行處理和成像；若當(dāng)前數(shù)據(jù)判斷為與已采集數(shù)據(jù)不同的平穩(wěn)數(shù)據(jù)，則進(jìn)行因子校正處理并進(jìn)行成像。經(jīng)測(cè)試，在進(jìn)行電阻抗成像實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)時(shí)，該方法能夠有效抑制被測(cè)者的體動(dòng)干擾，提高了電阻抗圖像的質(zhì)量和監(jiān)護(hù)的連續(xù)性。
文檔編號(hào)A61B5/053GK102499680SQ201110313839
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者付峰, 代萌, 劉銳崗, 史學(xué)濤, 季振宇, 尤富生, 徐燦華, 楊濱, 漆家學(xué), 董秀珍 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)