本发明专利技术名称为“用于在软场层析成像中产生激励的系统和方法”。提供一种用于在软场层析成像中产生激励的系统和方法。一种方法包括对定位在对象的表面附近的数据采集系统的多个换能器应用多个相位调制的(或相位调制和幅度调制的)激励，以及测量对在多个换能器处应用的相位调制的(或相位调制和幅度调制的)激励的响应。该方法还包括基于测量的响应来确定对象的特性。
【技术实现步骤摘要】
本文公开的主题大体涉及软场层析成像系统和方法，并且更具体而言，涉及用以产生软场层析成像激励的系统和方法。
技术介绍
诸如电阻抗频谱(EIS)(也称为电阻抗层析成像(EIT))、扩散光层析成像、弹性成像、热成像、微波层析成像的软场层析成像和相关的模态(modality)可用来测量对象的内部特性，诸如包括对象的内部结构(例如人体的部位)的材料的电特性。例如，在EIS系统中，作出对内部结构的电导率的分布的估计。这样的EIS系统重构材料在区域或容积内的电导率和/或电容率。重构以对包围该区域或容积的换能器应用的激励(例如电流)以及 在该区域或容积的表面处获取的测量的响应(例如电压)为基础。然后能形成估计的视觉 分布。在传统的软场层析成像中，单个单相位激励(例如电压或电流)可用来确定软场层析成像参数。备选地，可使用多个激励和/或同步激励。但是，这些传统的软场激励技术对于相位的量化和检测(例如，确定诸如固体、液体、气体或其组合的不同材料的相份额)会遭受不良的信噪比(SNR)。因而，使用这些系统的测量的分辨率较低，而且对于某些应用来说可能低得无法接受。因此，使用这些已知的激励方法对传导率分布进行EIS重构也许不能提供足够的分辨率。
技术实现思路
根据实施例，提供一种用于获取软场数据的方法。该方法包括对定位在对象的表面附近的数据采集系统的多个换能器应用多个相位调制的(或相位调制和幅度调制的)激励，以及测量对在多个换能器处应用的相位调制的激励的响应。该方法还包括基于测量的响应来确定对象的特性。根据另一个实施例，提供一种软场数据采集系统，其包括配置成定位在对象的表面附近的多个换能器，以及耦合到该多个换能器上且配置成产生用于多个换能器的激励信号的一个或多个激励驱动器。激励信号是相位调制的激励(或相位调制和幅度调制的激励)。软场层析成像系统还包括一个或多个响应检测器，该一个或多个响应检测器耦合到多个换能器上，并且配置成基于激励信号来测量对象在多个换能器处对多个换能器所应用的激励的响应。软场层析成像系统进一步包括配置成基于激励信号和测量的响应来重构特性分布的软场重构模块。根据又一个实施例，提供一种用于获取软场数据以及使用处理器来重构对象的特性分布的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质包括用以命令处理器进行以下步骤的指令对定位在对象的表面附近的软场层析成像系统的多个换能器应用多个相位调制的激励(或相位调制和幅度调制的激励)，以及测量对在多个换能器处应用的相位调制的激励(或相位调制和幅度调制的激励)的响应。计算机可读存储介质还包括用以命令处理器基于测量的响应来确定对象内的空间特性分布的指令。附图说明通过参照附图阅读非限制性实施例的以下描述，将更好地理解目前公开的主题，其中在以下 图I是示出了根据各种实施例而形成的软场层析成像系统的简明框图。图2是示出了使用根据各种实施例的一个换能器配置的激励的简图。图3是示出了根据一个实施例而产生的相位调制的激励信号或相位调制和幅度调制的激励信号的曲线图。图4是示出了根据各种实施例的软场层析成像信息流的框图。 图5是示出了特性分布的重构的简图。图6是示出根据实施例的、激励信号产生和数据采集的简明框图。图7是根据各种实施例的、用以为软场层析成像系统的换能器产生激励的方法的流程图。具体实施例方式在结合附图来阅读时，将更好地理解以上概述以及某些实施例的以下详细描述。就示出各种实施例的功能框的图表的图而言，功能框未必指示硬件电路之间的分割。因而，例如，可在单件硬件或多件硬件中实现功能框中的一个或多个(例如处理器、控制器、电路或存储器)。应当理解，各种实施例不限于图中显示的布置、构件/要素互连和工具。如本文所用，以单数叙述或者以词语“一个”或“一种”开头的模块或步骤应理解为不排除复数个所述要素或步骤，除非明确陈述了这种排除。另外，对“一个实施例”的参照不意于解释为排除也结合了所叙述的特征的附加实施例的存在。此外，除非明确陈述了相反的情况，“包括”或“具有”具有特定的特性的模块或多个模块的实施例可包括附加的不具有该特性的这种模块。各种实施例提供一种用于产生软场层析成像激励和重构对象内的特性分布的系统和方法。例如，对在软场层析成像系统(诸如电阻抗频谱(EIS)或电阻抗层析成像(EIT)系统)中布置成紧邻或沿着对象的边界或表面的多个换能器产生激励。但是，各种实施例可应用于其它软场层析成像系统，诸如扩散光层析成像(DOT)、近红外线频谱(NIRS)、弹性成像、热成像或微波层析成像和相关的模态。至少一个实施例的技术效果在于，对于软场层析成像检测有增大的信噪比(SNR)和改进的空间准确性，软场层析成像检测能用来例如实时地量化不同材料的分布。应当注意，如本文所用，“软场层析成像”大体指的是非“硬场层析成像”的任何层析成像、或层析成像的多维扩展的方法。另外，如本文所用，软场层析成像激励在各种实施例中指的是应用一组正交基函数来询问关注的容积或区域。因而，在各种实施例中，应用匹配或近似待测试或待检查的系统的模式的一组激励。在图I中示出软场层析成像系统20的一个实施例。例如，如图5中示出的那样，软场层析成像系统20可为电阻抗频谱(EIS)系统，也称为电阻抗层析成像(EIT)系统，其被用来确定对象22内的材料的电特性。例如，可在对象22或其它区域或容积的内部确定电导率(σ)和/或电容率(ε)的空间分布。因而，可确定对象22(例如患者)的内部特性。在各种实施例中，软场层析成像系统20可为例如数据采集系统，诸如EIS或EIT数据米集系统。在示出的实施例中，系统20包括定位在对象22的表面处或其附近的多个换能器24 (例如电极)，这在保健应用中(例如患者监护或组织表征)可包括将多个换能器24附连到受检者或对象的皮肤上。例如，换能器24可定位在对象22的表面上(例如电极、热源、超声波换能器)、在对象22的表面附近(例如射频天线)，或者穿透对象22的表面(例如针形电极)。因而，除了别的之外，换能器24可采取不同的形式，诸如表面接触式电极、平衡(standoff)电极、以电容的方式耦合的电极、传导性线圈和天线。激励驱动器26和响应检测器28耦合到(通过其它构件直接或间接地)换能器24上，换能器24各自连接到(通过其它构件直接或间接地)软场重构模块30上。如本文更加详细地描述的那样，软场重构模块30可为任何类型的处理器或计算装置，处理器或计算装置至少部分地基于接收的来自换能器24的响应来执行软场重构，并使用幅度调制的(共振的)和相位调制的激励来激励处理器或计算装置。软场重构模块30可为硬件、软件或其 组合。在一个实施例中，激励驱动器26和响应检测器28是在物理上分开的装置。在其它实施例中，激励驱动器26和响应检测器28在物理上集成为一个元件。还提供了控制器34，其对激励驱动器26发送指令，该激励驱动器26基于指令来驱动换能器24。应当注意，可与所有换能器24或换能器24的子集结合起来提供激励驱动器26。还应当注意，可使用不同类型的激励来获得用于在重构过程中使用的特性分布数据。除了别的之外，可与各种实施例组合起来使用例如电激励、磁激励、光学激励、热激励或超声波激励。在这些不同的实施例中，换能器24可按不同的方式耦合到对象22上，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于获取软场数据的方法，所述方法包括：对定位在对象的表面附近的软场数据采集系统的多个换能器应用多个相位调制的激励；测量对在所述多个换能器处所应用的相位调制的激励的响应；以及基于所测量的响应来确定所述对象的特性。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AS罗斯，A蒂瓦里，MKK米塔尔，SR潘尼克，S马哈林加姆，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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