CN115137340A - 一种用于eit成像的装置、系统及方法 - Google Patents

一种用于eit成像的装置、系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于EIT成像的装置，包括用于测量阻抗信号的多个电极，其特征在于，还包括惯性传感器，所述惯性传感器用于提供代表所述电极的运动信息。本发明还提供了用于EIT成像的方法，包括：获取电极的初始位置信息，根据所述初始位置信息确定电极的初始坐标；获取电极的运动信息，根据所述运动信息及所述电极的初始坐标确定电极的实时坐标；获取阻抗信号，根据所述阻抗信号进行EIT成像；根据所述电极的实时坐标对所述EIT成像进行修正。

Description

一种用于EIT成像的装置、系统及方法
技术领域
本发明涉及电阻抗断层成像(Electrical impedance tomography,EIT)技术，具体涉及到一种根据实际轮廓特征进行电阻抗断层成像(EIT)的装置、系统及方法。
背景技术
电阻抗断层成像(EIT)是一种无创成像新技术，通过向测试对象注入电流或电压再根据不同位置的阻抗值对测试对象进行成像。与目前常见的X射线断层成像、磁共振成像技术相比，EIT具备无辐射，能长时间监测的优势。
目前EIT技术主要用于呼吸功能监测，典型的电极带是由16个等间距的电极组成，将电极带固定在人体胸腔，电极带形成一个截面，呼吸时空气的呼入与排出会造成肺或胸腔的阻抗的变化，从而可以输出呼吸频率、潮气量等信息；同时根据不同电极测得的阻抗值不同，即在电极带形成的截面内分布着不同大小的阻抗值，依据不同阻抗值便可进行断层图像重构，观察肺叶不同部分的通气情况。
在进行图像重构的计算时，通常都将贴于人体的电极当作等间距排列，以该间距建立图像。而实际上将电极带固定于人体胸腔时，电极的实际间距与其在电极带上的间距并不相等；且伴随呼吸运动、胸腔起伏的变化，各电极的相对位置也处于变化之中；此外伴随着人体体位、姿势的变化，电极也出现位置变化；同时电极位置变化也导致电极形成成的边界形状也发生变化。而在现有的EIT肺成像中并未考虑电极的移动、以及边界形变。
专利CN103153180B提供了一种用于电阻抗断层成像的传感器装置，特征在于有一个用于采集空间信息的传感器，但其采集的空间信息是测试者的体位。例如用一个加速度传感器测试身体部分相对于重力向量的方向，但并未考虑边界形状的变化。
专利WO2015048917A1提供了一种阻抗断层成像系统，在重建电特性时使用人员根据患者年龄、性别、身高、胸围等信息从大量解剖学模型中选择一个模型作为边界条件输入到成像系统中。
因此，必须建立一种可消除由于监测时电极位置变化带来的图像失真，在图像重构时提高EIT成像质量的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种得到更真实的EIT成像的方法和装置，具体地，提供一种用于EIT成像的装置、系统及方法，能反映精确的电极位置，减小由于电极位置变化对重构图像的影响，提高成像的准确性。
本发明提供的一种EIT成像装置，包括多个电极和惯性传感器，其中，电极用于测量阻抗；惯性传感器则用于提供代表所述电极的运动信息。
优选地，所述惯性传感器为三轴加速度传感器。
优选地，所述惯性传感器与所述电极配对设置，所述配对设置的所述惯性传感器与所述电极的相对位置不变。进一步地，所述惯性传感器还可与电极配对设置为一体化传感器，配对设置的惯性传感器与电极以机械连接的方式固定在一起。惯性传感器输出的加速度或角速度等运动信息即可代表与之配对设置的电极的运动。
优选地，所述EIT成像装置还包括基底带，所述电极及所述惯性传感器可固定于所述基底带上，所述电极在所述基底带上形成初始排列，根据所述初始排列可确定所述电极的初始位置信息。进一步的，电极及惯性传感器在基底带上的固定方式可以是可拆卸也可以是不可拆卸。
在一种实施方式中，所述惯性传感器、电极与基底带为一体化设计，所述惯性传感器隐藏于基底带内，所述电极与所述惯性传感器在同一位置并固定于所述基底带的外侧，用于与人体皮肤的接触。则根据惯性传感器、电极在基底带上的排列变确定电极的初始位置信息。
在一种实施方式中，所述基底带上设有定位点。所述定位点以设定好的坐标或位置进行分布。配对的惯性传感器、电极设为一体，当电极及惯性传感器固定在定位点后即确定了惯性传感器和电极在基底带上的初始位置信息。在另一种实施方式中，电极与基底带通过子母扣的方式可拆卸连接，基底带上的母扣按一定方式排列，惯性传感器内嵌于基底带的母扣之下，则根据母扣的排列情况即能确定电极的初始位置信息。
应当理解，基底带的作用除用于固定电极、惯性传感器外，确定电极及惯性传感器的初始位置信息外，还可用于收纳进行电信号传输的导线。
本发明还提供了一种用于EIT成像系统，包括用于EIT成像的装置以及输入单元、计算单元。其中，用于EIT成像的装置包括用于测量阻抗信号的多个电极；惯性传感器用于提供代表所述电极的运动信息；输入单元用于输入所述电极的初始位置信息；计算单元被配置为接收所述阻抗信号并进行阻抗成像，同时接收所述运动信息和所述初始位置信息并计算出所述电极的实时位置信息，计算单元再根据所述电极的实时位置信息对阻抗成像进行修正。进一步地，所述计算单元根据所述电极的实时位置确定所述阻抗成像装置形成的边界形状以及所述电极中相邻电极的实际间距，并根据所述形状及所述实际间距对阻抗成像进行修正。
本发明还提供了一种用于EIT成像的方法，所述方法包括使用本发明的装置，所述方法包括以下步骤：
获取电极的初始位置信息，根据所述初始位置信息确定电极的初始坐标；获取电极的运动信息，根据所述运动信息及所述电极的初始坐标确定电极的实时坐标；
获取阻抗信号，根据所述阻抗信号进行阻抗成像；
根据所述电极的实时坐标对所述阻抗成像进行修正。
进一步地，根据实时坐标可得到实际胸廓边界形状，用于EIT成像的修正。
进一步地，根据实时坐标可得到相邻电极的实际间距，用于EIT成像的修正。
在一种实施方式中，获取电极运动信息并不与获取阻抗信息的采集时间一致。获取电极的初始位置信息后，在佩戴用于EIT成像的装置过程中，获取了运动信息但并未获取阻抗信息。当装置佩戴好后，此时根据初始坐标及运动信息也可获得一个坐标，此坐标可当作佩戴坐标；在确定了佩戴坐标后，再进行电极运动信息和阻抗信号的采集并进行EIT成像，并根据实时坐标对EIT成像进行修正。在其他实施方式中，如电极的初始坐标已经是用于EIT成像的电极佩戴于人体后的坐标可直接同时进行运动信息及阻抗信号的采集。
通过本发明提供的装置、系统和方法，可获得胸廓的实时边界及电极实际间距，将由呼吸或人体动作造成的边界形变与电极位置不确定的影响在EIT图像重建中进行修正，获得更真实的肺部呼吸阻抗成像。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种用于EIT成像装置示意图；
图2为图1中a-a’线的剖面图；
图3为本发明实施例提供的基底带俯视示意图；
图4为图3中c处的正视图；
图5为图3中b-b’线的剖面图；
图6为本发明实施例提供的一种用于EIT成像装置示意图；
图7为本发明实施例提供的一种电极示意图；
图8为本发明实施例提供的一种基底带示意图；
图9为图8中d-d’线的剖面图；
图10为本发明实施例提供的一种电极示意图；
图11为本发明实施例提供的一种电极示意图；
图12为本发明实施例提供的一种基底带示意图；
图13为本发明实施例提供的一种EIT成像系统的结构示意图；
图14为本发明实施例提供的一种用于EIT成像的装置示意图；
图15为佩戴图14提供的装置的示意图；
图16为本发明实施例提供的电极随呼吸运动的变化示意图；
图17为本发明实施例提供一种EIT成像方法。
具体实施方式
下文结合本申请实施例中的附图描述了可获取电极位置从而确定患者实际胸腔边界及电极间距，进而提高生物阻抗成像准确性的装置和方法。在下文的描述中，处于解释的目的，阐述了具体细节以便提供更透彻的理解，但并不限制本申请保护的范围。
实施例一
图1示出了本实施例提供的一种EIT成像装置100，图2为图1a-a’处的剖面图。装置100包括基底带110、电极120及三轴加速度计130。其中，基底带110为有一定厚度的绝缘带状结构。电极120的结构与一般心电贴片电极类似，包括与人体接触的基衬部121和金属传导部122，基衬部121上有电极片本体、导电膏、离型膜。电极120的金属传导部122嵌于基底带110中，基衬部121则位于基底带110的外侧。三轴加速度计130则位于金属传导部122的下方，也内嵌于基底带110中。应当理解，用于传导信号的导线隐藏于基底带110中。在装置100中，电极120和三轴加速度计130均不可从基底带110中拆卸。使用时，将电极120的离型膜撕掉，通过电极与人体表面皮肤的粘贴将装置100固定于受试者胸腔。
在本实施例中，装置100含有16个电极120、16个三轴加速度计130，但在其他实施例中可根据需要增加或减少电极120及三轴加速度计130的个数。例如，对于肥胖患者延长装置100的长度；需要更高分辨率的阻抗成像时可增加电极及三轴加速度计的个数，并将电极120、三轴加速度计130排布更密集。
实施例二
图3-7示出了另一种实施例；图3为基底带210的俯视图，图4为图3中c处的正视图，图5为图3中b-b’的剖面图。本实施例中，将基底带210与三轴加速度计230 设为一体。基底带210设有连接件212，通过连接件212可将基底带210的两端相连，具体地。连接件212可以为尼龙粘扣布。基底带210为具备拉伸性能的材料制成，当缠绕人体时，能与人体表面精密接触，甚至产生轻微压力。为进一步保证用户的舒适性，基底带210的宽度比电极片220还要窄。如图4所示，基底带 210上还设有电极母扣211，在本实施例中电极母扣211通过卡合的方式来固定电极片220，同时进行电信号的传输。在其他方式中，也可选用螺纹、按扣等方式来实现电极的固定。图5中，加速度计230内嵌于基底带210，具体地，三轴加速度计230的位置在电极母扣211下方，以保证三轴加速度计230提供的运动信息能代表电极片220的运动信息。图6为本实施例的电极片220示意图，电极片220包含与电极母扣211形状卡合的金属传导部221，以及电极本体222。在本实施例中，电极片220不同于前一实施例中的电极片120，电极片220不含导电膏和离型膜，在使用时，电极片本体220直接与人体接触。图7为装置200的示意图，电极片220 固定在基底带210上。在使用时，因基底带210以一定压力缠绕于人体胸腔上，则电极片本体222与人体皮肤接触。为提高电极片本体222与人体的导电性能，可提前在人体皮肤涂上导电膏。即使在使用过程中，基底带210在人体胸腔中上移或下移、电极片220跟随这基底带210的松动而出现滑动，三轴加速度计230也能提供其空间位置信息。与图1提供的实施例相比，本实施例中，基底带210及三轴加速度计230在消毒后可反复使用，且消毒程序不会影响其性能；电极片220 则可做一次性使用，防止感染；同时，在使用过程中若电极片220出现导电性能不佳的情况，可进行更换。
实施例三
图8至图10则为本发明提供的另一种实施例。在本实施例中，电极320和加速度计330设为一体。图8为基底带310的俯视图，图9为图8中d-d’线的剖面图，基底带310上设有两排母扣311，本实施例中，多个母扣311形成母扣矩阵。母扣 311共呈两排分布，且每一排等间距设置。如图10所示，电极320包括金属传导部321、缓冲层322、基衬层323以及基衬层上323的电极片本体、导电膏、离型膜(图未示)。电极320的缓冲层322为有一定厚度的缓冲材料，如可用泡棉制成，加速度计330内嵌于缓冲层322内。通过母扣311与金属传导部321的匹配固定，可将电极320固定在基底带310上，在本实施例中，则形成电极矩阵来进行EIT成像。
应当理解，当将电极320和加速度计330设为一体时，实施方式有多种变体，上述实施例仅用作举例说明，不对保护范围进行限制。例如，除了图10中所示加速度计设置于缓冲层中，还可以将加速度计固定于金属传导部旁或下方，在基底带设置相应容纳腔即可。如有需要，在其他实施例中，还可改变基底带310 上母扣311的列数和行数，且母扣311的具体排列方式均可灵活多变，例如：母扣矩阵共有三排母扣，第一排与第二排的距离为第3肋到第4肋的距离；第二排与第三排距离为第4肋到第5肋的距离。只需要提前确认母扣阵列的分布情况，即以其中一个母扣311为基点，用坐标的方式描述其他母扣311与基点的位置关系，便不影响电极320的定位。因此，在使用前，可根据需要选用不同母扣阵列的基底带310。
应当理解，上述图1-10的实施例中的基底带的作用处理用于提供电极、加速度计的精确定位外，还与电极、加速度计的导线收纳在其中。
实施例四
如图11-12所示，提供了另一种将电极和三轴加速度计设为一体的实施例。电极420包括导线421、缓冲层422、基衬层423，其中缓冲层422中设置有三轴加速度计430，基衬层423包括图中示出的电极片本体4231外，还包括导电胶、离型膜、黏胶层。基衬层423中电极片本体4231及与三轴加速度计430的信号传输及电传导均通过导线421进行。具体地，导线421一部分在电极的缓冲层422内，另一部分则裸露于外部，用于与EIT系统的信号输入、输出设备连接。与本电极相适应的基底带如图12所述，所述基底带410内不再隐藏导线，也不再进行信号的传导。基底带410上设有定位点411，所述定位点411是用于明确电极排布，所述定位点411可用易剥离的黏胶，用于暂时固定电极。在使用时，先将多个独立的电极420贴在定位点411上，待电极420撕去离型膜，粘贴于人体表面后，再将电极420与基底带410剥离，即在此后的使用过程中，只有电极粘贴在人体上。在本实施例中，基底带410及定位点411的作用是确保电极420及三轴加速度计 430的初始相对定位。
实施例五
图13提供了一种EIT成像系统50，所述系统包含输入单元501、计算单元502以及用于阻抗成像的装置500。其中，输入单元501和计算单元502可集成与计算机中。装置500可以是前述实施例中的任一一个，也可以是不含基底带，只有电极520及惯性传感器530。装置500包含多个电极520，以及与电极520在使用过程中相对位置不变的惯性传感器530，通过惯性传感器 530提供的多个方向的加速度信息，则可代表电极520的运动信息。输入单元501是用于将装置500中电极520初始位置信息发送给计算单元502。当有基底带时，对于电极520或惯性传感器530的初始位置信息通常是根据基底带上的定位点或母扣的位置来确定的，特别是当定位点或母扣是按等间距排布时，则可根据间距直接得到多个电极520的初始位置信息，将其中一个电极指定为原点，则可确定所有电极的初始坐标，在输入单元501中可依次输入所有电极的初始坐标也可输入代表电极初始位置信息的电极的间距即可。
但本实施例并不限制对于初始位置信息的获取方式，在没有基底带为电极520和惯性传感器530辅助定位时，在输入单元501可将其他方式获取的电极520的初始位置信息输入。例如，电极520和惯性传感器530采用实施例四中的一体化设计，输入单元501中已提供几种常见的初始位置信息，将电极520按输入单元501中提供的方式排列并在输入单元501中确定初始位置信息即可；又如，将一体化设计的电极520和惯性传感器530随意排列，然后通过人为测量得到电极的初始位置信息并将其输入到输入单元501；又如将一体化设计的电极520和惯性传感器530随意排列，然后通过拍照的方式记录排列好的电极520，将照片输入到可执行识别分析的计算机中得到初始位置信息。
计算单元502一方面根据初始位置信息及惯性传感器530提供的运动信息则可进行电极520的速度及位移的计算；另一方面根据电极520提供的阻抗信号进行阻抗成像。计算单元502根据电极的初始位置信息及实时得到的位移则可进一步得到电极520的实时坐标，根据所有电极520的坐标构成的闭合图形得到患者的真实胸腔边界形状；计算单元502还可根据实时坐标得到相邻电极的实际间距。计算单元502通过边界形状及相邻实际间距对EIT 成像进行修正从而得到更真实的重建图像。
实施例六
图14至图17将具体说明了一种EIT成像的方法。使用上述实施例中的任一一种装置，均可获得更准确的胸腔边界，包括随呼吸运动发生变化的胸腔边界。在使用本装置时，装置最初放置于床上，使用于人体时电极也在同一平面内，因此可将其简化成电极在平面内的移动来计算，因此，我们将只考虑两个方向上的坐标。
在本实施例中，选定前述实施例中的装置200，为更清楚地阐述，图14示出了更详细的标注。装置200共包含16个电极220，基底带210上设有标识211，所述标识211位于中间电极220的上方，用以识别在计算过程中的原点位置。
S10,确定电极初始坐标。将中间电极120记作电极O，将其定义为原点位置，记作(0,0)。在本实施例中，基底带210上相邻电极的间距为D,以电极O指向电极B7的方向为x轴正方向，则电极O一侧的相邻电极A1的的坐标为(-D,0)；另一侧的相邻电极B1的坐标为(D,0)；相应地，其中电极A5的坐标为(-5D,0)，电极A4,电极B7的坐标分别为(-4D,0)、(7D,0)。
S22,佩戴装置，采集加速度。如图14所示，将装置平铺在床10上，隐藏在基底带210中的加速度计开始采集加速度，此时加速度计输出的加速度均为0，且初始速度也为0。在此实施例中，为与之后的EIT成像匹配，加速度计的采集频率为100hz，即0.01秒输出一个加速度。在其他实施例中，加速度计的采集频率也可更高。受试者平躺在床上后，当基底带210通过连接件212首尾相连后，缠绕在人体胸腔，电极220与人体皮肤贴合时，完成佩戴。
S24,得到电极在佩戴过程中的位移。此时，根据各个加速度计在此期间的提供的在三轴方向上的加速度值，可计算各个加速度计在三轴方向上的位移。并用该位移信息来代表与加速度计配对的电极的运动信息。为简化计算，我们只考虑图14至图16中的x轴与y轴坐标的变化，认为装置200始终在z轴同一坐标内，即装置200在一平面内。应当理解，本实施例只是提供一种简单的、清楚的阐述，并不限制本发明仅适用于采集两轴或三轴的运动信息，如，还可以采集电极在六轴、九轴的加速度信息。
图15中，初始时装置200由实线表示，完成佩戴后由虚线表示。电极A5的起始坐标为(-5D,0),将其从静止到与人体皮肤贴合，电极A5对应的加速度计在时间Tset内共采集了n次加速度值，其中n的大小为时间Tset与采集频率100hz的乘积，采集的时间间隔Δt为0.01s，每一次的加速度值包括x轴方向、y轴方向的两个值ax、 ay。以x轴方向的运动为例，将随时间变化的加速度值记为axn，随时间变化的速度记为Vxn，
Figure RE-GDA0003782109890000111
则Tset时，在x轴方向上，电极A5产生的位移为Sxn,
Figure RE-GDA0003782109890000121
同理，y轴的位移也可由将随时间变化的加速度值ayn求得，如下：
Figure RE-GDA0003782109890000122
Figure RE-GDA0003782109890000123
S26,确定电极的佩戴坐标。假设电极的初始坐标为(x0,y0)，即可得到得到佩戴好装置后、EIT成像前的每个电极的佩戴坐标(x0+Sxn,y0+Syn)。如，电极 A5在Tset内产生的位移与对应的加速度计的位移一致，在x轴、y轴方向上分别记作S5xn,S5yn，则佩戴好后的A5坐标为(-5D+S5xn,S5yn)。
S32,确定实际边界形状、相邻电极间距。求得所有电极220的坐标后即可得到电极220构成的胸廓边界。同时可得到相邻电极的实际间距L。如电极A5与其相邻电极A4的实际间距L与最初的间隔D不同。装置200佩戴前铺在床上10时电极A4的坐标为(-4D,0)，佩戴后电极A4的在x轴、y轴的位移分别为S4xn,S4yn，则与人体贴后，电极A4的坐标为(-4D+S4xn,S4yn)。人体佩戴好装置200后，电极A5与A4的实际间距LA4A5值的计算如下式：
Figure RE-GDA0003782109890000124
S34,EIT成像修正。通过上述方法，得到EIT成像前的各相邻电极实际间距与人体实际胸腔边界形状，计算单元根据实际边界形状和相邻电极间距来调整EIT 成像的参数，为下一时刻的EIT成像进行修正。
S36,实时EIT成像，采集加速度。随着人体呼吸运动的进行，胸廓上不同部位出现不同的起伏，如图16所示。图16是从人体足部观察EIT成像的视角，虚线部分相对于实线部分的形状变化，反映了人体胸腔轮廓随呼吸运动的变化；从该视角看，向右为x轴正方向，向上y轴为正方向。电极O位于原点，与脊柱外皮肤贴合，即使人体呼吸也不会产生明显位移。而电极A5及其他远离电极O的电极随呼吸运动的位移变化明显。当EIT成像开启时，电极A5的坐标为 (-5D+S5xn,S5yn)，加速度计继续实时进行加速度值的采集。
S38,确定电极实时坐标。下面以单轴方向的例子进行说明，加速度计在EIT 成像过程中随时刻Teit变化输出在某一单轴方向的值为at，上一时刻的加速度值为 at-Δt。EIT成像时实时显示，因此，胸廓的计算也为实时计算，因此可通过迭代的方法进行推算，只需要记录上一时刻的速度Vt-Δt,位移St-Δt。则随时刻Teit变化采集的值为Vt为：
Figure RE-GDA0003782109890000131
Teit时刻电极在单轴方向的运动位移为：
Figure RE-GDA0003782109890000132
根据x轴、y轴方向的加速度值可得到Sxt、Syt。则，A5电极在EIT成像初始的坐标为(-5D+S5xn,S5yn)，电极A5在时刻Teit坐标为(-5D+S5xn+S5xt,S5yn+S5yt)。
执行步骤S38后返回执行S32，开始S32至S38的循环。获取Teit时刻的所有电极的坐标后，可得到Teit时刻的轮廓值；并可得到该时可相邻电极的实际间距L。继续执行S34，完成对EIT成像的修正，提高EIT图像的准确性。S34中，在已执行过一次S36后，即实时EIT成像开启后，由实际边界形状、相邻电极对EIT图像的修正则即可以是对下一时刻EIT成像前的参数的调整，也可以是对上一时刻 EIT成像修正后的图像再现，本发明并不对此做出限制。通过本实施例的步骤，可获得胸廓的实时边界及电极实际间距，对EIT图像进行实时修正，获得更真实的肺部呼吸实时阻抗图像。
上述实施例仅描述和呈现本发明，本发明不限于上述公开实施例的范围，任何涵盖在权利要求范围内的或等效的修改都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种用于EIT成像的装置，包括用于测量阻抗信号的多个电极，其特征在于，还包括惯性传感器，所述惯性传感器用于提供代表所述电极的运动信息。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述惯性传感器为三轴加速度传感器。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述惯性传感器与所述电极配对设置，所述配对设置的所述惯性传感器与所述电极的相对位置不变。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括基底带，所述电极及所述惯性传感器可固定于所述基底带上，所述电极在所述基底带上形成初始排列，根据所述初始排列可确定所述电极的初始位置信息。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电极与所述基底带通过子母扣方式可拆卸固定。
6.一种用于EIT成像的系统，包括：
用于EIT成像的装置，所述装置包括用于测量阻抗信号的多个电极，以及惯性传感器，所述惯性传感器用于提供代表所述电极的运动信息；
输入单元，用于输入所述电极的初始位置信息；
计算单元，所述计算单元被配置为接收所述阻抗信号并进行EIT成像；
接收所述运动信息以及所述初始位置信息并计算所述电极的实时位置信息；
根据所述实时位置信息对EIT成像进行修正。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述计算单元根据所述电极的实时位置确定所述多个电极形成的边界形状以及所述电极中相邻电极的实际间距，并根据所述形状及所述实际间距对EIT成像进行修正。
8.一种用于EIT成像的方法，其特征在于，包括：
获取电极的初始位置信息，根据所述初始位置信息确定电极的初始坐标；
获取电极的运动信息，根据所述运动信息及所述电极的初始坐标确定电极的实时坐标；
获取阻抗信号，根据所述阻抗信号进行EIT成像；
根据所述电极的实时坐标对所述EIT成像进行修正。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
根据实时坐标得到相邻电极的实际间距；
将所述相邻电极的实际间距用于对EIT成像的修正。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述电极实时坐标得到边界形状；
将所述边界形状用于对EIT成像的修正。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114847913A (zh) * 2022-04-14 2022-08-05 四川大学华西医院 一种生物电阻抗断层成像装置和方法
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