河南师范大学施艳艳获国家专利权
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龙图腾网获悉河南师范大学申请的专利一种用于脑水肿治疗过程中提高图像重建质量的方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115359142B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211074685.5,技术领域涉及:G06T11/00;该发明授权一种用于脑水肿治疗过程中提高图像重建质量的方法是由施艳艳;李亚婷;王萌;杨坷设计研发完成,并于2022-09-01向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于脑水肿治疗过程中提高图像重建质量的方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种用于脑水肿治疗过程中提高图像重建质量的方法,首先通过确定边界电压测量值的变化量与脱水程度之间的线性关系,进而结合先验矩阵选取脱水程度所对应的单独由头皮所引起的边界电压测量值的变化量,通过抑制头皮脱水的影响实现颅内脱水区域的图像重建。本发明所提方法能够有效地提高重建图像的空间分辨率,进而改善成像质量,且适用性广泛,在脑部电阻抗层析成像中具有很大的应用潜力。
本发明授权一种用于脑水肿治疗过程中提高图像重建质量的方法在权利要求书中公布了:1.一种用于脑水肿治疗过程中提高图像重建质量的方法,其特征在于具体步骤为: 步骤S1,根据颅脑的形状信息,并结合头皮层、颅骨层、脑组织层所对应的电导率,在计算机上实现标准的颅脑2D模型的构建,该模型为头皮、颅骨和脑组织三层结构,分别设置头皮层、颅骨层与脑组织层的电导率; 步骤S2,获取脑组织层与头皮层不脱水时的2D颅脑模型边界电压测量值U0,再获取脑组织层与头皮层同时脱水2%~10%时的2D颅脑模型边界电压测量值U以及灵敏度矩阵J; 步骤S3,建立边界电压测量值的变化量与脱水程度之间的线性关系,具体过程为: 步骤S301,当脱水程度在2%~10%之间逐渐增大过程中,获取不同脱水程度下的边界电压测量值变化量的绝对平均值|ΔU|*,边界电压测量值变化量的绝对平均值计算过程:首先,对192个边界电压测量值的变化量ΔU取绝对值;其次,对192个边界电压测量值的变化量ΔU进行特征提取,即取平均值; 步骤S302,通过拟合可获得|ΔU|*随脱水程度变化的线性关系表达式为|ΔU|*=1.172×d-1.454×10-2,其中脱水程度d的间隔步长为0.5%; 步骤S4,当单独头皮层脱水程度在2%~10%之间变化时,测得单独头皮层不同脱水程度下的模型边界电压测量值Us,Us={Us2%,Us2.5%,Us3%…Usd%},d的间隔步长为0.5%,Usd代表在单独头皮脱水程度为d时的模型边界电压测量值,将Usd与脑组织层、头皮层都不脱水时的空场边界电压测量值U0作差,获得单独头皮层在脱水程度为d时的模型边界电压测量值的变化量,为ΔUsd=Usd-U0,设置在不同脱水程度下的模型边界电压测量值的变化量为ΔUs={ΔUs2%,ΔUs2.5%,ΔUs3%…ΔUsd%}; 步骤S5,建立单独头皮层在不同脱水程度下的模型边界电压测量值的变化量与脱水程度一一对应的先验矩阵脱水程度d的间隔步长设置为0.5%,其中,表示实数域,H代表模型边界电压测量值的变化量的个数,Y代表脱水程度数据的个数; 步骤S6,分别测出脑组织层、头皮层在脱水条件下的实际边界电压测量值Um与脑组织层、头皮层都不脱水时的实际边界电压测量值Ui,则Um-Ui近似为单独由脱水引起的实际边界电压测量值的变化量; 步骤S7,首先,将单独由脱水引起的实际边界电压测量值的变化量Um-Ui取绝对值再平均后,代入到步骤S302中线性关系表达式以确定当前脱水程度;然后,在步骤S5的先验矩阵PT中选取当前脱水程度d所对应的单独头皮脱水时的模型边界电压测量值的变化量ΔUsd; 步骤S8,将头皮与脑组织在脱水程度为d时的实际边界电压测量值Um减去单独头皮脱水时的模型边界电压测量值的变化量ΔUsd后,接着再减去头皮与脑组织都不脱水时的空场边界电压测量值U0,得到补偿后的电压b',即b'=Um-ΔUsd-U0; 步骤S9,将电学层析成像问题视为一个反问题b'≈J·g,式中,g为电导率变化量,基于L1正则化的方法,电导率分布估计为其中,λ为正则化参数,用于平衡保真项与惩罚项||g||1之间的权重; 步骤S10,采用交替方向乘子法求解步骤S9的最优电导率分布,将得到的最优电导率分布按照坐标位置信息进行图像重建。
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