非接触式动脉成像方法及装置、电子设备和存储介质制造方法及图纸

本公开涉及一种非接触式动脉成像方法及装置、电子设备、存储介质。涉及生物医学工程领域，所述方法，包括：产生垂直于待测截面血液流速方向的恒定磁场；检测所述恒定磁场方向两侧的第一感应电压信号及第二感应电压信号；分别确定所述第一感应电压信号及所述第二感应电压信号的第一最大幅值及第二最大幅值；获取所述待测截面的半径值，根据所述半径值以及所述第一最大幅值及所述第二最大幅值确定投影线；获取设定角度及设定旋转次数，将所述恒定磁场的方向按照所述设定角度旋转，执行步骤2‑步骤4中的方法，当完成所述设定旋转次数，获得多条投影线；根据所述多条投影线的动脉位置及其内部的血液流速相对值进行成像。以实现非接触式动脉成像。

【技术实现步骤摘要】
非接触式动脉成像方法及装置、电子设备和存储介质
本公开涉及生物医学工程
，尤其涉及一种非接触式动脉成像方法及装置、电子设备和存储介质。
技术介绍
根据法拉第电磁感应定律，导体以某一速度穿过恒定磁场时，其两端会产生动生电动势，导体内将形成动生电流。若导体运动速度随时间变化，则产生的动生电流也随时间变化，由全电流定律可知，随时间变化的电流将在其周围空间产生随时间变化的二次磁场。此时利用线圈即可检测到因二次磁场变化引起的感应电压。其中，导体运动速度与动生电流成线性关系，动生电流与二次磁场成线性关系，二次磁场随时间的变化率与线圈感应电压成线性关系，因此，线圈感应电压与导体运动速度随时间的变化率成线性关系。对于人体动脉血管来说，由于动脉血管的周期性收缩和扩张，血液流速并不是恒定的，其大小呈现脉搏波的形式周期变化，因此通过施加恒定磁场，可以通过线圈检测到因血液流速变化引起的感应电压，利用感应电压及投影成像方法即可准确重建出动脉的位置及内部的血液流速相对值。基于电磁感应的血流测量技术可应用于人体动脉狭窄的早期诊断和预防，而现有的基于电磁感应的血流测量技术是以与人体相接触的电极作为检测部件，这种接触式电极检测方式的精度依赖电极的数目，对于人体动脉血管成像来说，若想获得高分辨率的成像结果则需要大量测量数据，而电极本身体积及成本限制了可以设置的电极的数量，因此通常无法获得足够多的数据，同时，电极与人体皮肤接触也会产生接触噪声，对测量信号造成干扰，不利于检测。申请号为201810927376.5的专利公开了一种人体血液流速测量方法及其装置，通过多个电极及多个测量区域的设置，打破了传统多电极电磁流量计对流型的限制，将传统流量计所着眼的整个测量横截面的平均速度转化为各微元内的平均轴向速度，解决了医疗上的血液流速检测问题。但是，存在电磁感应测量精度以及重构区域对电极数目的依赖，重构区域划分方式的人为主观性较强的问题。如：上述方法及其装置只能得到15个有效的电势差数据，最多只能准确重构15个重构区域，并且人为地选择了15个重构区域，15个重构区域包括存在血管的区域和不存在血管的区域，人为选择主观性较强，而实际测量过程中不知道血管的具体位置，难以在实际中进行应用。申请号为201910657334.9的专利公开了一种血液流速分布测量的方法和装置，通过轮换参考电极的测量方式增加了有效电极电势差的数量，在一定程度上提高了血液流速分布的测量精度。但是，这种方法并没有完全克服测量精度对电极数量的依赖，测量精度上限仍取决于设置的电极数量。另一方面，这种血液流速分布测量方法将电极电势差作为输入数据，通过重构方程，计算每个重构区域的血液流速值，进而得到所述待重构区域的血液流速分布。这种方法需要进行大量的运算，导致成像速度变慢，且重构区域越多成像速度越慢，不利于实际中的实时测量及成像。同时，电极检测方式由于需要与人体皮肤接触，进而会产生接触噪声，对测量信号产生干扰，不利于检测。
技术实现思路
本公开提出了一种非接触式动脉成像方法及装置、电子设备和存储介质技术方案，以解决人为选择主观性较强，而实际测量过程中不知道血管的具体位置，难以在实际中进行应用，以及电极检测方式由于需要与人体皮肤接触，进而会产生接触噪声，对测量信号产生干扰，不利于检测的问题。根据本公开的一方面，提供了一种非接触式动脉成像方法，包括：产生垂直于待测截面血液流速方向的恒定磁场；检测所述恒定磁场方向两侧的第一感应电压信号及第二感应电压信号；分别确定所述第一感应电压信号及所述第二感应电压信号的第一最大幅值及第二最大幅值；获取所述待测截面的半径值，根据所述半径值以及所述第一最大幅值及所述第二最大幅值确定投影线；获取设定角度及设定旋转次数，将所述恒定磁场的方向按照所述设定角度旋转，所述电压信号检测单元、所述最大值确定单元以及所述投影单元执行相应的操作，当完成所述设定旋转次数，获得多条投影线；根据所述多条投影线确定动脉位置及其内部的血液流速相对值，基于所述动脉位置即所述血液流速相对值进行成像。优选地，所述分别确定所述第一感应电压信号及所述第二感应电压信号的第一最大幅值及第二最大幅值的方法，包括：获取设定时间区间，并对所述时间区间进行划分得到子时间区间；分别基于所述子时间区间对所述第一感应电压信号及第二感应电压信号进行积分，得到多个第一积分值以及多个第二积分值；分别基于所述多个第一积分值以及所述多个第二积分值确定所述第一感应电压信号及所述第二感应电压信号的第一最大幅值及第二最大幅值。优选地，所述根据所述半径值以及所述第一最大幅值及所述第二最大幅值确定投影线的方法，包括：根据所述第一最大幅值及所述第二最大幅值确定投影系数；根据所述半径值以及投影系数确定所述投影线。优选地所述根据所述第一最大幅值及所述第二最大幅值确定投影系数的方法，包括：求取所述第一最大幅值及所述第二最大幅值的差值；求取所述第一最大幅值及所述第二最大幅值的和；所述差值除以所述和得到所述投影系数；以及/或，所述根据所述半径值以及投影系数确定所述投影线的方法，包括：所述投影系数乘以所述半径值得到所述投影线。优选地，所述基于所述多条投影线确定动脉位置及其内部的血液流速相对值的方法，包括：建立坐标系；将所述多条投影线绘制在所述坐标系中横坐标位置，得到动脉位置及其内部的血液流速相对值。优选地，所述建立坐标系的方法，包括：以所述待测截面的中心为原点，以所述恒定磁场方向为X轴，以垂直所述恒定磁场方向为Y轴，建立坐标系。优选地，所述将所述多条投影线绘制在所述坐标系中横坐标位置，得到动脉位置及其内部的血液流速相对值的方法，包括：对所述多条投影线在所述坐标系中横坐标进行叠加，得到融合投影线；其中，所述融合投影线的位置为所述动脉位置；所述融合投影线的数值为血液流速相对值。根据本公开的一方面，提供了一种非接触式动脉成像装置，包括：恒定磁场产生单元，用于产生垂直于待测截面血液流速方向的恒定磁场；电压信号检测单元，用于检测所述恒定磁场方向两侧的第一感应电压信号及第二感应电压信号；最大值确定单元，用于分别确定所述第一感应电压信号及所述第二感应电压信号的第一最大幅值及第二最大幅值；投影单元，用于获取所述待测截面的半径值，根据所述半径值以及所述第一最大幅值及所述第二最大幅值确定投影线；旋转单元，用于获取设定角度及设定旋转次数，按照所述设定角度带动所述恒定磁场产生单元及所述电压信号检测单元旋转，所述电压信号检测单元、所述最大值确定单元以及所述投影单元执行相应的操作，当完成所述设定旋转次数，获得多条投影线；成像单元，用于根据所述多条投影线确定动脉位置及其内部的血液流速相对值，基于所述动脉位置即所述血液流速相对值进行成像。根据本公开的一方面，提供了一种电子设备，包括：处理器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触式动脉成像方法，其特征在于，包括：/n产生垂直于待测截面血液流速方向的恒定磁场；/n检测所述恒定磁场方向两侧的第一感应电压信号及第二感应电压信号；/n分别确定所述第一感应电压信号及所述第二感应电压信号的第一最大幅值及第二最大幅值；/n获取所述待测截面的半径值，根据所述半径值以及所述第一最大幅值及所述第二最大幅值确定投影线；/n获取设定角度及设定旋转次数，将所述恒定磁场的方向按照所述设定角度旋转，执行步骤2-步骤4中的方法，当完成所述设定旋转次数，获得多条投影线；/n根据所述多条投影线确定动脉位置及其内部的血液流速相对值，基于所述动脉位置即所述血液流速相对值进行成像。/n

【技术特征摘要】
1.一种非接触式动脉成像方法，其特征在于，包括：
产生垂直于待测截面血液流速方向的恒定磁场；
检测所述恒定磁场方向两侧的第一感应电压信号及第二感应电压信号；
分别确定所述第一感应电压信号及所述第二感应电压信号的第一最大幅值及第二最大幅值；
获取所述待测截面的半径值，根据所述半径值以及所述第一最大幅值及所述第二最大幅值确定投影线；
获取设定角度及设定旋转次数，将所述恒定磁场的方向按照所述设定角度旋转，执行步骤2-步骤4中的方法，当完成所述设定旋转次数，获得多条投影线；
根据所述多条投影线确定动脉位置及其内部的血液流速相对值，基于所述动脉位置即所述血液流速相对值进行成像。


2.根据权利要求1所述的动脉成像方法，其特征在于，所述分别确定所述第一感应电压信号及所述第二感应电压信号的第一最大幅值及第二最大幅值的方法，包括：
获取设定时间区间，并对所述时间区间进行划分得到子时间区间；
分别基于所述子时间区间对所述第一感应电压信号及第二感应电压信号进行积分，得到多个第一积分值以及多个第二积分值；
分别基于所述多个第一积分值以及所述多个第二积分值确定所述第一感应电压信号及所述第二感应电压信号的第一最大幅值及第二最大幅值。


3.根据权利要求1所述的动脉成像方法，其特征在于，所述根据所述半径值以及所述第一最大幅值及所述第二最大幅值确定投影线的方法，包括：
根据所述第一最大幅值及所述第二最大幅值确定投影系数；
根据所述半径值以及投影系数确定所述投影线。


4.根据权利要求3所述的动脉成像方法，其特征在于：
所述根据所述第一最大幅值及所述第二最大幅值确定投影系数的方法，包括：
求取所述第一最大幅值及所述第二最大幅值的差值；
求取所述第一最大幅值及所述第二最大幅值的和；
所述差值除以所述和得到所述投影系数；
以及/或，
所述根据所述半径值以及投影系数确定所述投影线的方法，包括：
所述投影系数乘以所述半径值得到所述投影线。


5.根据权利要求1-4任一项所述的动脉成像方法，其特征在于，所述基于所述多条投影线...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丹，刘晏君，徐彬，杨英健，王骄，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21