專利名稱：一種電阻抗成像的數據實時預處理方法
技術領域：
本發明屬于電阻抗成像技術領域，具體涉及一種電阻抗成像的數據實時預處理方法。
背景技術：
電阻抗成像技術通過安放在被測者體表周圍的電極，實時連續地采集數據，并結合采集數據，利用一定的成像方法，重建出人體內部的電阻抗分布圖像或阻抗變化。因此， 有效和穩定的采集數據是電阻抗成像的重要基礎。但在實際應用中，被測者不可避免的體動干擾，嚴重影響了電阻抗圖像的質量。而且由于電阻抗成像技術的特殊性，這種體動干擾無法利用常規的信號處理技術消除。即使被測者恢復靜息狀態，采集數據恢復穩定，干擾仍然存在，圖像仍然存在嚴重偽影。導致的結果是體動干擾淹沒了正常的采集數據，人體內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反映，不利于電阻抗成像的臨床推廣和應用。因此，為了消除此類體動干擾，需要一種能夠判斷干擾信號、消除干擾影響，簡單且有效的數據實時預處理方法。

發明內容
針對電阻抗成像技術存在的缺陷或不足，本發明的目的在于，提供一種電阻抗成像的數據實時預處理方法，該方法能夠實時判斷并處理體動干擾信號，避免體動干擾信號淹沒正常數據中的已有信息。為了實現上述任務，本發明采用如下的技術解決方案—種電阻抗成像的數據實時預處理方法，其特征在于，該方法在對實時監護中，結合已采集的正常數據，利用相關分析的方法，分析當前采集數據的特性；若當前采集數據是平穩數據，但與已采集數據處于不同基線水平，則利用因子校正法進行處理并成像。具體按以下步驟操作1)將已采集的正常數據和當前采集的數據進行相關分析，通過相關系數來判定當前采集數據的特性；判定方法是假設Hiatl)為當前時刻的采集數據，m(t0-l)為前一次已采集的正常數據，兩者的相關系數為R(tQ，tQ-l)；若R值大于0. 95，則判定當前采集數據為有效數據，并進行下一步的成像處理；若R值小于0. 95，則判定當前采集為完全干擾數據，則不進行成像處理；當采集數據非正常時，不停止數據采集，并持續分析前后兩次數據的相關系數 R(t0+i, t0+i-l), i = 1，2，3...，直到R值大于0. 95，數據進入另一穩定狀態；2)若當前數據判斷為與已采集數據不同的平穩數據，則通過因子校正法來修正恢復穩定的數據，即定義a = m(tQ-l)/m(tQ+i)為校正因子向量，對tQ+i時刻之后采集的穩定數據m (t。+i+j)利用校正因子 a 進行校正 m(i0 +/ + _/) = a · m(t0 + i + y),其中 j = ι，2，3···，最
后使用AOq +1 + J)數據進行成像。本發明與現有技術相比，帶來的技術效果是首先，通過求解數據間的相關系數來分析信號的特性，從而能夠簡單快速有效地確定干擾信號。其次，通過定義因子校正向量， 將恢復穩定的數據校正到與原正常數據處于同一基線水平，從而避免體動干擾淹沒正常數據中的已有信息。


圖1是電阻抗成像數據的體動干擾示意圖；圖2是電阻抗成像數據的相關性分析；圖3是電阻抗成像的數據實時預處理方法的原理框圖；圖4是經預處理后的電阻抗圖像，其中，左圖是正常采集數據的成像結果，中間圖是體動干擾后數據恢復穩定，但圖像仍存在嚴重偽影；右圖是經因子校正后的成像結果。以下結合附圖和發明人給出的實施例對本發明做進一步詳細說明。
具體實施例方式如圖1所示，電阻抗成像受到體動干擾時，數據完全被淹沒。即使數據恢復到穩定狀態，其基線水平與原先數據不同，仍然不能進行正確成像。分析干擾數據與穩定數據之間的相關性，如圖2所示，可知穩定數據之間相關性較高R > 0. 95，而穩定數據和干擾數據之間的相關性較差。因此，利用相關系數判定數據的特性是可行的。數據預處理的流程如圖3所示。在數據采集的過程中，首先判斷數據的有效性。計算當前數據Hiatl)和前一幀數據Hiaci-D的相關系數Ratl,、-ι)。若Ratl, t0-D >0.95， 判定數據為有效數據，并進行下一步的成像處理；若Rac^tci-I) <0. 95，判定數據為干擾數據，不進行成像處理。因為Hiaci-D是有效數據，對其進行標記，作為隨后計算校正因子向量a的參數。此后，繼續觀測當前采集數據和其前一幀數據的相關系數Radi，t0+i-l), i =1,2,3...直至R >0.95，說明數據進入另一穩定狀態。當數據恢復穩定狀態時，仍然不能有效成像(圖像仍存在嚴重偽影，如圖4中間圖所示)。因此，利用因子校正法進行數據修正。定義a = Hiatl-I)/maji)為校正因子向量。對‘+i時刻之后采集的穩定數據maji+j)利用校正因子a進行校正 m(t0+i + j) = a-m(t0+i + _/),其中 j = 1，2，3···。最后使用m(>0 + z+ + j+)數據進行成像。校正的效果如圖4(右圖)所示。
權利要求
1.一種電阻抗成像的數據實時預處理方法，其特征在于，該方法在實時監護中，結合已采集的正常數據，利用相關分析的方法，分析當前采集數據的特性；若當前采集數據是平穩數據，但與已采集數據處于不同基線水平，則利用因子校正法進行處理并成像。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，具體按以下步驟操作1)將已采集的正常數據和當前采集的數據進行相關分析，通過相關系數來判定當前采集數據的特性；判定方法是假設Hiatl)為當前時刻的采集數據，m(t0-l)為前一次已采集的正常數據，兩者的相關系數為 R(tQ，tQ-l)；若R值大于0. 95，則判定當前采集數據為有效數據，并進行下一步的成像處理； 若R值小于0. 95，則判定當前采集為完全干擾數據，則不進行成像處理； 當采集數據非正常時，不停止數據采集，并持續分析前后兩次數據的相關系數Radi， t。+i-l)，i = 1，2，3...，直到R值大于0. 95，數據進入另一穩定狀態；2)若當前數據判斷為與已采集數據不同的平穩數據，則通過因子校正法來修正恢復穩定的數據，即定義a = m (t0-l) /m (t0+i)為校正因子向量，對‘+i時刻之后采集的穩定數據 m (t。+i+j)利用校正因子 a 進行校正 m(i0 +/ + 7) = a· m(t0 + i + y),其中 j = ι，2，3···，最后使用AOq +1 + j)數據進行成像。
全文摘要
本發明公開了一種電阻抗成像的數據實時預處理方法，該方法結合已采集的正常數據，利用相關分析的方法，分析當前采集數據的特性。若當前數據判斷為完全干擾數據，則不進行處理和成像；若當前數據判斷為與已采集數據不同的平穩數據，則進行因子校正處理并進行成像。經測試，在進行電阻抗成像實時監護時，該方法能夠有效抑制被測者的體動干擾，提高了電阻抗圖像的質量和監護的連續性。
文檔編號A61B5/053GK102499680SQ201110313839
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月17日 優先權日2011年10月17日
發明者付峰, 代萌, 劉銳崗, 史學濤, 季振宇, 尤富生, 徐燦華, 楊濱, 漆家學, 董秀珍 申請人:中國人民解放軍第四軍醫大學