判定自主呼吸中肺部电阻抗成像的电极位置的方法及系统技术方案

本公开描述了一种判定自主呼吸中肺部电阻抗成像的电极位置的方法及系统，该方法包括获取待测对象至少在平静呼吸阶段、补吸气阶段和补呼气阶段的EIT数据和包括通气量的肺通气数据；基于EIT数据确定各个时刻的肺部EIT图像；基于各个时刻的肺部EIT图像确定各个时刻的呼吸阻抗；基于各个时刻的通气量和呼吸阻抗确定各个时刻的通气量

【技术实现步骤摘要】
判定自主呼吸中肺部电阻抗成像的电极位置的方法及系统


[0001]本公开大体涉及电阻抗成像
，具体涉及一种判定自主呼吸中肺部电阻抗成像的电极位置的方法及系统。

技术介绍

[0002]电阻抗成像(Electrical impedance tomography，EIT，也可以称为电阻抗断层成像)是一种备受关注的新型医学成像技术。在肺部的电阻抗成像中，一般可以通过在人体胸部表面贴放的电极，向人体胸部注入安全电流，在注入电流的同时测量体表的电压，最后根据图像重构算法计算出胸腔内部的电阻抗变化图像(也即，EIT图像)，而这些电阻抗变化图像与人体呼吸状态密切相关。
[0003]目前，胸部EIT已经被广泛应用于人体肺功能评估。在自主呼吸的用户进行肺功能评估中，EIT电极可以被贴放于胸部某一层面，因此，向胸部注入的电流仅能分布于EIT电极层面附近的胸部区域，可能存在无法完全覆盖整个人体胸部的问题，容易导致EIT图像只能反映电极层面附近的电阻抗变化(也即，通气变化)。由此可见，EIT电极所在的胸部的高度(也即，EIT电极的电极位置)会影响生成的EIT图像，而这些由于电极位置带来的EIT图像的差异可能会影响临床对EIT图像的解读和判断。因此，如何自主呼吸中判定的EIT电极的电极位置还有待于研究。

技术实现思路

[0004]本公开是鉴于上述的状况而提出的，其目的在于提供一种能够快速判定EIT电极的电极位置的判定自主呼吸中肺部电阻抗成像的电极位置的方法及系统。
[0005]为此，本公开的第一方面提供了一种判定自主呼吸中肺部电阻抗成像的电极位置的方法，用于判定电阻抗成像设备的EIT电极的电极位置，所述方法包括：获取待测对象在三个阶段的EIT数据和肺通气数据，其中，所述三个阶段包括平静呼吸阶段、补吸气阶段和补呼气阶段，所述肺通气数据包括随时间变化的通气量；基于所述EIT数据确定各个时刻的肺部EIT图像；基于各个时刻的肺部EIT图像确定各个时刻的呼吸阻抗；基于各个时刻的通气量和呼吸阻抗确定各个时刻的通气量
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阻抗比；基于各个时刻的通气量
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阻抗比确定各个阶段的通气量
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阻抗比对应的斜率并作为各个阶段的目标斜率；并且基于各个阶段的目标斜率对所述电极位置进行判定以获取判定结果，其中，令k1表示所述补呼气阶段的目标斜率，k2表示所述平静呼吸阶段的目标斜率，k3表示所述补吸气阶段的目标斜率，响应于k1、k2和k3之间的差异程度小于预设程度值而确定所述判定结果为所述电极位置合适，响应于所述差异程度不小于所述预设程度值且k1<k2<k3而确定所述判定结果为所述电极位置过高，响应于所述差异程度不小于所述预设程度值且k1>k2>k3而确定所述判定结果为所述电极位置过低。
[0006]在本公开中，获取待测对象在自主呼吸中的平静呼吸阶段、补吸气阶段和补呼气阶段等三个阶段的EIT数据和肺通气数据，基于EIT数据确定各个时刻的呼吸阻抗，并结合
肺通气数据中的各个时刻的通气量确定各个时刻的通气量
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阻抗比，基于各个时刻的通气量
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阻抗比确定三个阶段内通气量
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阻抗比分别对应的斜率，通过比较三个阶段对应的斜率之间的差异程度以确定电极位置是否合适。在这种情况下，能够快速判定电阻抗成像设备的EIT电极的电极位置是否合适。另外，对于不合适的电极位置，还能够进一步判定电极位置过高还是过低。
[0007]另外，在本公开的第一方面所涉及的方法中，可选地，基于所述EIT数据确定各个时刻的肺部EIT图像，包括：所述电阻抗成像设备以预设采集帧率进行采集以获取所述EIT数据，所述EIT数据包括多帧电压数据；并且从所述多帧电压数据中选择一帧电压数据作为参考电压数据，基于所述参考电压数据进行差分成像以获取各个时刻的肺部EIT图像。在这种情况下，能够基于相对的EIT数据重构各个时刻的肺部EIT图像。
[0008]另外，在本公开的第一方面所涉及的方法中，可选地，所述参考电压数据为所述多帧电压数据中的最小值。由此，能够有利于识别较小的电压数据。
[0009]另外，在本公开的第一方面所涉及的方法中，可选地，基于各个时刻的肺部EIT图像确定各个时刻的呼吸阻抗，包括：基于所述平静呼吸阶段的平均潮气图确定肺通气区域；并且对各个时刻的肺部EIT图像在所述肺通气区域中的像素值进行累加以确定各个时刻的呼吸阻抗。由此，能够降低非通气因素对电极位置判定的负面影响。
[0010]另外，在本公开的第一方面所涉及的方法中，可选地，基于所述平静呼吸阶段的平均潮气图确定所述肺通气区域，包括：获取所述平静呼吸阶段的各个呼吸周期的潮气图像，然后对所有呼吸周期的潮气图像进行求平均以获得所述平均潮气图；并且将所述平均潮气图中像素值大于最大像素值的预设比例的区域作为所述肺通气区域。由此，能够确定肺通气区域。
[0011]另外，在本公开的第一方面所涉及的方法中，可选地，在基于各个阶段的目标斜率对所述电极位置进行判定以获取所述判定结果之前，还包括，利用容积跨度对各个阶段的目标斜率进行归一化，其中，所述容积跨度为所述三个阶段中的通气量的最大值减去最小值。在这种情况下，基于归一化后的斜率对电极位置进行判定，能够使不同待测对象之间具有可比性。
[0012]另外，在本公开的第一方面所涉及的方法中，可选地，所述差异程度diff满足公式：diff＝(max(k1,k2,k3)
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min(k1,k2,k3))/mean(k1,k2,k3)，其中，max表示最大值函数，min表示最小值函数，mean表示平均值函数。由此，能够确定差异程度。
[0013]另外，在本公开的第一方面所涉及的方法中，可选地，所述预设程度值不大于10％。
[0014]另外，在本公开的第一方面所涉及的方法中，可选地，还包括基于所述判定结果生成指导建议，其中，若所述判定结果为所述电极位置过高，则所述指导建议为往下调整一个肋间的距离，若所述判定结果为所述电极位置过低，则所述指导建议为往上调整一个肋间的距离。由此，能够获得直观的指导建议。
[0015]本公开第二方面提供了一种判定自主呼吸中肺部电阻抗成像的电极位置的系统，用于判定电阻抗成像设备的EIT电极的电极位置，所述系统包括获取模块、斜率计算模块和判定模块；所述获取模块用于获取待测对象在三个阶段的EIT数据和肺通气数据，基于所述EIT数据确定各个时刻的肺部EIT图像，并基于各个时刻的肺部EIT图像确定各个时刻的呼
吸阻抗，其中，所述三个阶段包括平静呼吸阶段、补吸气阶段和补呼气阶段，所述肺通气数据包括随时间变化的通气量；所述斜率计算模块基于各个时刻的通气量和呼吸阻抗确定各个时刻的通气量
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阻抗比，并基于各个时刻的通气量
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阻抗比确定各个阶段的通气量
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阻抗比对应的斜率并作为各个阶段的目标斜率；所述判定模块基于各个阶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种判定自主呼吸中肺部电阻抗成像的电极位置的方法，其特征在于，用于判定电阻抗成像设备的EIT电极的电极位置，所述方法包括：获取待测对象在三个阶段的EIT数据和肺通气数据，其中，所述三个阶段包括平静呼吸阶段、补吸气阶段和补呼气阶段，所述肺通气数据包括随时间变化的通气量；基于所述EIT数据确定各个时刻的肺部EIT图像；基于各个时刻的肺部EIT图像确定各个时刻的呼吸阻抗；基于各个时刻的通气量和呼吸阻抗确定各个时刻的通气量
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阻抗比；基于各个时刻的通气量
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阻抗比确定各个阶段的通气量
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阻抗比对应的斜率并作为各个阶段的目标斜率；并且基于各个阶段的目标斜率对所述电极位置进行判定以获取判定结果，其中，令k1表示所述补呼气阶段的目标斜率，k2表示所述平静呼吸阶段的目标斜率，k3表示所述补吸气阶段的目标斜率，响应于k1、k2和k3之间的差异程度小于预设程度值而确定所述判定结果为所述电极位置合适，响应于所述差异程度不小于所述预设程度值且k1<k2<k3而确定所述判定结果为所述电极位置过高，响应于所述差异程度不小于所述预设程度值且k1>k2>k3而确定所述判定结果为所述电极位置过低。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述EIT数据确定各个时刻的肺部EIT图像，包括：所述电阻抗成像设备以预设采集帧率进行采集以获取所述EIT数据，所述EIT数据包括多帧电压数据；并且从所述多帧电压数据中选择一帧电压数据作为参考电压数据，基于所述参考电压数据进行差分成像以获取各个时刻的肺部EIT图像。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参考电压数据为所述多帧电压数据中的最小值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于各个时刻的肺部EIT图像确定各个时刻的呼吸阻抗，包括：基于所述平静呼吸阶段的平均潮气图确定肺通气区域；并且对各个时刻的肺部EIT图像在所述肺通气区域中的像素值进行累加以确定各个时刻的呼吸阻抗。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述平静呼吸阶段的平均潮气图确定所述肺通气区域，包括：获取所述平静呼吸阶段的各个呼吸周期的潮气图像，然后对所有呼吸周期的潮气图像进行求平均以获得所述平均潮气图；并且将所述平均潮气图中像素值大于最大像素值的预设比例的区域作为所述肺通...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆彧，刘医军，赵娜，
申请(专利权)人：点奇生物医疗科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：