【技术实现步骤摘要】
本申请涉及智能成像，特别是涉及基于生物电抗技术的肺部成像方法、装置、系统、介质及程序产品。
技术介绍
1、肺部成像是医学影像学中的一个重要分支，它涉及到使用各种成像技术来获取肺部的图像。目前，常用的肺部成像技术例如有x线成像、计算机断层扫描(ct)、磁共振成像(mri)、正电子发射段层扫描(pet)、肺阻抗成像(eit)、超声成像等等。其中，肺阻抗成像(eit)是一种无创的医学成像技术，通过测量体表电极阵列得到的电压或电流信号来重建体内电阻抗或电阻抗变化分布图像，因而可以实时监测肺部通气情况。然而，肺阻抗成像(eit)也面临着一些问题和挑战。
2、首先是信号噪声比较低的问题，eit技术测量的是微弱的生物电阻抗变化，这些信号很容易受到各种噪声的干扰，如电极接触不良、电极位移、患者运动等，会有信号噪声比较低的问题，进而导致图像质量下降，影响eit图像的准确性和可靠性。
3、其次是成像精度的问题，eit技术从边界测量电压来重建被测区域的电导率分布时，测量数据的微小变化可能会导致解向量的巨大变化，从而大大影响了肺部成像精度。此外，eit系统对环境干扰较为敏感，例如电磁干扰、电源波动等，这些都可能对测量信号造成影响，从而影响最终的成像精度。电极的配置方式和数据采集的质量直接影响成像的准确性。电极的接触不良或位置不准确都可能导致成像精度降低。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供基于生物电抗技术的肺部成像方法、装置、系统、介质及程序产品，用
2、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种基于生物电抗技术的肺部成像方法，包括：从布置于患者胸部的电极阵列采集电压信号并计算对应的时域电抗信号；将所述时域电抗信号转换为频域电抗信号，并对所述频域电抗信号进行频域滤波以筛选出与肺功能相关的频率成分进行信号分析与处理；通过施加至少两个不同频率的电流来获得两个不同频率下的电抗值，根据两个不同频率及对应的电抗值计算电抗变化分辨率，以用于评估和提高成像精度，并采集布置于患者胸部的电极阵列不同频率下的n个电抗值，使用优化的图像重建算法重建肺部图像。
3、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述方法包括：使用带通滤波器对所述频域电抗信号进行频域滤波以筛选出与肺功能相关的频率成分；其中，与肺功能相关频率成分包括呼吸频率、心率所对应的频率范围。
4、于本申请的第一方面的一些实施例中，对筛选出的与肺功能相关的频率成分进行信号分析与处理，其方式包括：提取信号特征并通过检测频谱中的峰值和谷值来确定与呼吸频率、心率相关的特征。
5、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述图像重建算法为基于电抗幅值信息和电抗相位信息的greit算法，以通过结合电抗幅值和电抗相位来重建电抗的分布空间。
6、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述电抗变化分辨率的计算方式包括：其中，表示电抗对频率的变化率。
7、于本申请的第一方面的一些实施例中，所述方法包括通过在所述电极阵列的不同极对之间施加微小电流并测量电压来计算对应的阻抗数据，从所述阻抗数据中提取得到对应的电抗数据；其中，所述微小电流包括频率为0.5hz～1000khz且幅值可调的正弦波电流。
8、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第二方面提供一种基于生物电抗技术的肺部成像系统，包括：电流发生器，用于产生低频正弦波微小电流；电极阵列，包括多对电极，布置于患者胸部；所述电极阵列电性连接所述电流发生器，用于在不同极对之间施加微小电流并通过测量电压来采集对应的电压信号；计算机设备，与所述电极阵列电性连接，用于从布置于患者胸部的电极阵列采集电压信号并计算对应的时域电抗信号；将所述时域电抗信号转换为频域电抗信号，并对所述频域电抗信号进行频域滤波以筛选出与肺功能相关的频率成分进行信号分析与处理；通过施加至少两个不同频率的电流来获得两个不同频率下的电抗值，根据两个不同频率及对应的电抗值计算电抗变化分辨率，以用于评估和提高成像精度。
9、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述基于生物电抗技术的肺部成像方法。
10、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第四方面提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品中包括计算机程序代码，当所述计算机程序代码在计算机上运行时，使得所述计算机实现所述基于生物电抗技术的肺部成像方法。
11、为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第五方面提供一种计算机装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序以实现所述基于生物电抗技术的肺部成像方法。
12、如上所述，本申请的基于生物电抗技术的肺部成像方法、装置、系统、介质及程序产品，具有以下有益效果：本申请提供了一个基于电抗分析技术的肺部成像系统，有效提高了成像精度，提供更精细的肺功能监测。本申请利用电抗分析技术增强了抗干扰能力，不易受到各种噪声的干扰，提升信号噪声比。此外，电极阵列的设计能确保稳定地与皮肤接触并且对肺部的电抗变化敏感，体验感增加。
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1.一种基于生物电抗技术的肺部成像方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于生物电抗技术的肺部成像方法，其特征在于，所述方法包括：使用带通滤波器对所述频域电抗信号进行频域滤波以筛选出与肺功能相关的频率成分；其中，与肺功能相关频率成分包括呼吸频率、心率所对应的频率范围。
3.根据权利要求2所述的基于生物电抗技术的肺部成像方法，其特征在于，对筛选出的与肺功能相关的频率成分进行信号分析与处理，其方式包括：提取信号特征并通过检测频谱中的峰值和谷值来确定与呼吸频率、心率相关的特征。
4.根据权利要求1所述的基于生物电抗技术的肺部成像方法，其特征在于，所述图像重建算法为基于电抗幅值信息和电抗相位信息的GREIT算法，以通过结合电抗幅值和电抗相位来重建电抗的分布空间。
5.根据权利要求1所述的基于生物电抗技术的肺部成像方法，其特征在于，所述方法包括使用电抗变化分辨率来评估成像精度，电抗分辨率的计算方式包括：其中，表示电抗对频率的变化率；以及/或者，通过如下任一种方式或多种方式的组合来提高成像精度：硬件优化、信号采集和处理优化、数值微分
6.根据权利要求1所述的基于生物电抗技术的肺部成像方法，其特征在于，所述方法包括通过在所述电极阵列的不同极对之间施加微小电流并测量电压来计算对应的阻抗数据，从所述阻抗数据中提取得到对应的电抗数据；其中，所述微小电流包括频率为0.5Hz～1000KHz且幅值可调的正弦波电流。
7.一种基于生物电抗技术的肺部成像系统，其特征在于，包括：
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述基于生物电抗技术的肺部成像方法。
9.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品中包括计算机程序代码，当所述计算机程序代码在计算机上运行时，使得所述计算机实现如权利1至6中任一项所述基于生物电抗技术的肺部成像方法。
10.一种计算机装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1至6中任一项所述基于生物电抗技术的肺部成像方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于生物电抗技术的肺部成像方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于生物电抗技术的肺部成像方法，其特征在于，所述方法包括：使用带通滤波器对所述频域电抗信号进行频域滤波以筛选出与肺功能相关的频率成分；其中，与肺功能相关频率成分包括呼吸频率、心率所对应的频率范围。
3.根据权利要求2所述的基于生物电抗技术的肺部成像方法，其特征在于，对筛选出的与肺功能相关的频率成分进行信号分析与处理，其方式包括：提取信号特征并通过检测频谱中的峰值和谷值来确定与呼吸频率、心率相关的特征。
4.根据权利要求1所述的基于生物电抗技术的肺部成像方法，其特征在于，所述图像重建算法为基于电抗幅值信息和电抗相位信息的greit算法，以通过结合电抗幅值和电抗相位来重建电抗的分布空间。
5.根据权利要求1所述的基于生物电抗技术的肺部成像方法，其特征在于，所述方法包括使用电抗变化分辨率来评估成像精度，电抗分辨率的计算方式包括：其中，表示电抗对频率的变化率；以及/或者，通过如下任一种方式或多种方式的组合来提高成像精度：硬件优化、信号采集和处理优化、数值...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐成喜，冯雪，童朝阳，姚佳烽，
申请(专利权)人：耐而健通科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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