本發(fā)明涉及一種電阻抗斷層掃描方法，特別是一種3D電阻抗斷層掃描方法。

背景技術(shù)：

電阻抗斷層掃描(electrical impedance tomography,EIT)是一種通過(guò)身體某一部分的導(dǎo)電率分布來(lái)產(chǎn)生斷層圖像的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，目前被應(yīng)用于對(duì)生物組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行攝影。與其他的傳統(tǒng)成像技術(shù)如正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層掃描(positron emission tomography,PET)、計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography,CT)、磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)比較，EIT是一種價(jià)格不昂貴、非侵入式、無(wú)游離輻射的斷層掃描技術(shù)。然而EIT的缺點(diǎn)在于產(chǎn)生的圖像的分辨率相對(duì)不足，其原因通常是受到獲取數(shù)據(jù)的電極的數(shù)量所限制。一般EIT數(shù)據(jù)采集方式是輸入電流至一組電極，測(cè)量其它電極間所產(chǎn)生的電壓值。

EIT的原理是將導(dǎo)電電極置入待測(cè)物體的皮下，再對(duì)部分或是全部電極施加少量的交流電，再以電極測(cè)量產(chǎn)生的電位差，得出的表面電性測(cè)量信息可用來(lái)分析待測(cè)物的一部分的導(dǎo)電率及電容率分布。在現(xiàn)有技術(shù)中，美國(guó)專利US6725087已經(jīng)公開(kāi)了一種數(shù)據(jù)擷取、處理及成像組件通過(guò)一通訊網(wǎng)絡(luò)連接，因此允許數(shù)據(jù)擷取、處理及成像功能在網(wǎng)絡(luò)上的不同位置執(zhí)行。此外，在論文"A broadband high-frequency electrical impedance tomography system for breast imaging(用于乳房成像的寬帶高頻電阻抗斷層掃描系統(tǒng))"中已經(jīng)公開(kāi)，EIT系統(tǒng)操作的寬帶頻率從10KHz至10MHz。雖然通過(guò)增加電流的頻率范圍可以增加阻抗測(cè)量的準(zhǔn)確度，但是EIT系統(tǒng)分辨率卻依然沒(méi)有改善。

此外，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)斷層掃描僅能產(chǎn)生2D水平圖像，無(wú)法產(chǎn)生垂直圖像。如果欲產(chǎn)生3D圖像，僅能先拍攝多張彼此獨(dú)立的2D水平圖像，然后再以圖像處理將多張2D水平圖像組成3D圖像。此種作法導(dǎo)致3D圖像不連續(xù)以及3D信息不完整，已無(wú)法滿足目前醫(yī)療產(chǎn)業(yè)對(duì)3D斷層掃描的需求。

EIT適用于分析組織的分布，但是EIT攝影的分辨率卻受限于電極的數(shù)目及大小。因此，目前所迫切需要的是一種高分辨率且具有更完整3D信息的EIT攝影技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的就是在提供一種3D電阻抗斷層掃描方法，以解決現(xiàn)有電阻抗斷層掃描方法分辨率不足的問(wèn)題。

本發(fā)明的另一目的，在于提供一種3D電阻抗斷層掃描方法，其在測(cè)量開(kāi)始就執(zhí)行系統(tǒng)化產(chǎn)生垂直及水平圖像傳送及檢測(cè)水平及垂直檢測(cè)信號(hào)，所接收的信號(hào)直接組合成為3D信號(hào)，因此產(chǎn)生較佳的測(cè)量結(jié)果。

本發(fā)明的另一目的，在于提供一種3D電阻抗斷層掃描方法，其可產(chǎn)生垂直及水平圖像，有效地增加斷層掃描圖像的應(yīng)用。

基于上述目的，本發(fā)明提供一種三維電阻抗斷層掃描方法，用以形成對(duì)應(yīng)于一待測(cè)物的三維電阻抗斷層掃描圖像，此方法包含下列步驟：提供電極陣列，其具有多個(gè)電極，而電極陣列可位于待測(cè)物的內(nèi)部或外部。設(shè)置電極控制器，電極控制器分別電連接至多個(gè)電極。將電極陣列上位于同水平面的多個(gè)電極定義成水平電極組，而電極陣列可包含多個(gè)水平電極組。產(chǎn)生多個(gè)水平控制信號(hào)，多個(gè)水平控制信號(hào)分別包含水平選擇參數(shù)。通過(guò)電極控制器分別接收多個(gè)水平控制信號(hào)之一，并由電極控制器根據(jù)水平控制信號(hào)的水平選擇參數(shù)選出任一水平電極組，再?gòu)乃x的水平電極組的中選出多個(gè)水平驅(qū)動(dòng)電極。在電極控制器驅(qū)動(dòng)多個(gè)水平驅(qū)動(dòng)電極時(shí)，利用所選的水平電極組中除多個(gè)水平驅(qū)動(dòng)電極外的其他所有電極接收多個(gè)水 平驅(qū)動(dòng)電極傳送的信號(hào)，以形成一組水平阻抗數(shù)據(jù)。將電極陣列上位于同垂直面的多個(gè)電極定義成垂直電極組，而電極陣列可包含多個(gè)垂直電極組。產(chǎn)生多個(gè)垂直控制信號(hào)，多個(gè)垂直控制信號(hào)分別包含垂直選擇參數(shù)。通過(guò)電極控制器分別接收多個(gè)垂直控制信號(hào)之一，并由電極控制器根據(jù)垂直控制信號(hào)的垂直選擇參數(shù)選出任一垂直電極組，再?gòu)乃x的垂直電極組之中選出多個(gè)垂直驅(qū)動(dòng)電極。在電極控制器驅(qū)動(dòng)多個(gè)垂直驅(qū)動(dòng)電極時(shí)，利用所選的垂直電極組中除多個(gè)垂直驅(qū)動(dòng)電極外的其他所有電極接收多個(gè)垂直驅(qū)動(dòng)電極傳送的信號(hào)，以形成一組垂直阻抗數(shù)據(jù)。進(jìn)行計(jì)算，以將多個(gè)水平控制信號(hào)、多組水平阻抗數(shù)據(jù)、多個(gè)垂直控制信號(hào)及多組垂直阻抗數(shù)據(jù)結(jié)合，以形成對(duì)應(yīng)待測(cè)物的一三維電阻抗斷層掃描圖像。

其中，多個(gè)水平控制信號(hào)分別還包含水平電源控制參數(shù)，其中電極控制器可通過(guò)水平電源控制參數(shù)及第一分配條件，分別控制多個(gè)水平驅(qū)動(dòng)電極中任一電極的電源輸出比例。多個(gè)垂直控制信號(hào)還分別包含垂直電源控制參數(shù)，其中電極控制器可通過(guò)垂直電源控制參數(shù)及第二分配條件，以分別控制多個(gè)垂直驅(qū)動(dòng)電極中任一電極的電源輸出比例。

其中，多個(gè)水平控制信號(hào)及多個(gè)垂直控制信號(hào)可為一電流信號(hào)。

其中，第一分配條件根據(jù)水平電源控制參數(shù)進(jìn)行電流分配，且使多個(gè)水平驅(qū)動(dòng)電極的電流總和為零。第二分配條件根據(jù)垂直電源控制參數(shù)進(jìn)行電流分配，使多個(gè)垂直驅(qū)動(dòng)電極的電流總和為零。

基于上述目的，本發(fā)明還提供一種三維電阻抗斷層掃描方法，用以形成對(duì)應(yīng)一待測(cè)物的三維電阻抗斷層掃描圖像，此方法包含下列步驟：提供電極陣列，其具有多個(gè)電極，而電極陣列可位于待測(cè)物的內(nèi)部或外部。設(shè)置電極控制器，電極控制器分別電連接至多個(gè)電極。將電極陣列上位于同一斷層平面的多個(gè)電極定義成一斷層平面電極組，而電極陣列可包含多個(gè)斷層平面電極組。產(chǎn)生多個(gè)斷層平面控制信號(hào)，多個(gè)斷層平面控制信號(hào)可分別包含斷層平面選擇參數(shù)以及斷層平面電源控制參數(shù)。通過(guò)電極控制器分別接收多個(gè)斷層平面控制信號(hào)，并由電極控制器根據(jù)斷層平面控制信號(hào)的斷層平面選擇參數(shù)選出任一斷層平面電極組，再?gòu)乃x的斷層平面電極組之 中選出多個(gè)斷層平面驅(qū)動(dòng)電極。通過(guò)斷層平面電源控制參數(shù)及第一分配條件，以分別控制多個(gè)斷層平面驅(qū)動(dòng)電極中任電極的電源輸出比例。在電極控制器驅(qū)動(dòng)多個(gè)斷層平面驅(qū)動(dòng)電極時(shí)，利用所選的斷層平面電極組中除多個(gè)斷層平面驅(qū)動(dòng)電極外的其他所有電極接收多個(gè)斷層平面驅(qū)動(dòng)電極傳送的信號(hào)，以形成一組斷層平面阻抗信息。進(jìn)行計(jì)算，以將多個(gè)斷層平面控制信號(hào)及多組斷層平面阻抗數(shù)據(jù)結(jié)合，以形成對(duì)應(yīng)待測(cè)物的三維電阻抗斷層掃描圖像。

其中，斷層平面控制信號(hào)可為一電流信號(hào)。

其中，第一分配條件根據(jù)斷層平面電源控制參數(shù)進(jìn)行電流分配，且使多個(gè)斷層平面驅(qū)動(dòng)電極的電流總和為零。

為使對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征及所達(dá)到的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，提供以下優(yōu)選實(shí)施例及其詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述及其他特征及優(yōu)勢(shì)將通過(guò)參照附圖詳細(xì)說(shuō)明其示例性實(shí)施例而變得更顯而易見(jiàn)，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的第一實(shí)施例的裝置的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的第二實(shí)施例的裝置的俯視圖；

圖3A是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的第三實(shí)施例的水平斷層面的示意圖；

圖3B是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的第三實(shí)施例的垂直斷層面的示意圖；

圖3C是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的第三實(shí)施例的同時(shí)使用水平及垂直斷層面的示意圖；

圖3D是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的第三實(shí)施例的水平斷層面的另一示意圖；

圖3E是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的第三實(shí)施例的垂直斷層面的另一示意圖；

圖3F是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的第三實(shí)施例 的同時(shí)使用水平及垂直斷層面的另一示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的運(yùn)用電流操控技術(shù)的電阻抗斷層掃描的俯視示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的運(yùn)用電流操控技術(shù)的另一電阻抗斷層掃描的俯視示意圖；

圖6A是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的運(yùn)用電流操控技術(shù)用于水平斷層面的電阻抗斷層掃描的示意圖；

圖6B是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的運(yùn)用電流操控技術(shù)用于垂直斷層面的電阻抗斷層掃描的示意圖；

圖6C是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的運(yùn)用電流操控技術(shù)用于水平以及垂直斷層面的電阻抗斷層掃描的示意圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的第三實(shí)施例的流程圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的第四實(shí)施例的流程圖；

圖9是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的圖像與現(xiàn)有技術(shù)的比較圖；

圖10A、圖10B、圖11A以及圖11B是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的另一應(yīng)用示意圖；

圖12是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的進(jìn)行電流操控技術(shù)的第一示意圖；以及

圖13A至圖13K是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的進(jìn)行電流操控技術(shù)的第二示意圖。

主要符號(hào)說(shuō)明：

1 植入本體

2 待測(cè)物

3 病變塊

10 承載面

11 電極陣列

13 電極控制器

14 信息捕獲設(shè)備

11001 電極

具體實(shí)施方式

于此使用，詞匯“與/或”包含一或多個(gè)相關(guān)列出項(xiàng)目的任何或所有組合。當(dāng)“至少……中的一個(gè)”的敘述位于一組件列表前時(shí)，修飾整個(gè)組件列表而非修飾列表中的個(gè)別組件。

請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的第一實(shí)施例的裝置的示意圖。在第一實(shí)施例中，一探棒狀植入本體1植入于待測(cè)物2的中，植入本體1具有一圓柱狀承載面10，承載面10上裝設(shè)由多個(gè)電極11001所構(gòu)成的電極陣列11。第一實(shí)施例以外向觀察式(outward-looking)作為舉例。應(yīng)注意的是，承載面10僅是為了方便說(shuō)明而舉例，但是實(shí)際應(yīng)用時(shí)，電極亦可直接設(shè)置在植入本體上。

植入本體1外部設(shè)置電極控制器13，電極控制器13分別電連接至多個(gè)電極11001，以分別進(jìn)行電極11001的驅(qū)動(dòng)。植入本體1外部還設(shè)置一數(shù)據(jù)捕獲設(shè)備14，以進(jìn)行電極11001檢測(cè)信號(hào)的收集及分析。待測(cè)物2中已形成一病變塊3，病變塊3即為本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法所欲檢測(cè)分析的對(duì)象。

請(qǐng)參照?qǐng)D2，圖2是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的第二實(shí)施例的裝置的俯視圖。其中與圖1相同的部分不再贅述，在第二實(shí)施例中承載面10為一立體曲面，并且包覆欲進(jìn)行檢測(cè)的待測(cè)物2。因此，多個(gè)電極11001是以外部包覆方式貼覆于待測(cè)物2的外表。第二實(shí)施例以內(nèi)向觀察式(inward-looking)作為舉例。

實(shí)施上，多個(gè)電極11001可設(shè)置在一罩體的內(nèi)表面，罩體罩蓋待測(cè)物以進(jìn)行檢測(cè)，例如，罩體可為大型的檢測(cè)室用以罩住人體的軀干；或者，罩體可為小型的檢測(cè)罩，例如用以罩住病人的頭部，例如圖10A、圖10B、圖11A以及圖11B所示；或是腰帶狀(belt)的檢測(cè)裝置。

請(qǐng)參照?qǐng)D3A、圖3B以及圖3C，其分別為根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的第三實(shí)施例的水平斷層面的示意圖、垂直斷層 面的示意圖、以及同時(shí)使用水平及垂直斷層面的示意圖，且以內(nèi)向觀察式(inward-looking)作為舉例，其俯視圖即與圖2相同。

在圖3A中，在電極陣列11中位于同一水平面100的多個(gè)電極11001被定義成一水平電極組111，再?gòu)乃诫姌O組111之中選出多個(gè)電極11001成為水平驅(qū)動(dòng)電極1111。接著，從多個(gè)水平驅(qū)動(dòng)電極1111之一輸入一微量交流電流I，而另兩個(gè)水平驅(qū)動(dòng)電極1111分別輸出交流電流αI以及(1-α)I，在同一斷層面或非同一斷層面的其他非受驅(qū)動(dòng)電極的電極作為接收器，以接收穿透待測(cè)物2的電阻抗信號(hào)。由于病變塊3位在電極陣列11中，所以電阻抗信號(hào)對(duì)應(yīng)于病變塊3。如果α等于0，則表示僅輸出一交流電I至一個(gè)水平驅(qū)動(dòng)電極1111；如果α不等于0，則表示分別輸出交流電I/2至兩個(gè)水平驅(qū)動(dòng)電極1111。

因此，電極陣列11的多個(gè)電極11001可以分成多個(gè)水平面100，而每一個(gè)水平面100中的電極11001依序被選作為驅(qū)動(dòng)電極而輸入/輸出交流電流，而未被選的其他電極(無(wú)論是同一斷層面或非同一斷層面)作為接收器以接收電阻抗信號(hào)。

在圖3B中，在電極陣列11中位于同一垂直面101的所述多個(gè)電極11001定義成一垂直電極組112，再?gòu)拇怪彪姌O組112中選出多個(gè)電極11001成為垂直驅(qū)動(dòng)電極1121。接著，從多個(gè)垂直驅(qū)動(dòng)電極1121之一輸入一微量交流電流I，而對(duì)兩個(gè)垂直驅(qū)動(dòng)電極1121分別輸出交流電流αI以及(1-α)I，在同一斷層面或非同一斷層面的其他非受驅(qū)動(dòng)電極的電極作為接收器，以接收穿透待測(cè)物2的電阻抗信號(hào)。由于病變塊3位于電極陣列11中，所以電阻抗信號(hào)對(duì)應(yīng)于病變塊3。

因此，電極陣列11的多個(gè)電極11001可以分成多個(gè)垂直面101，而每一個(gè)垂直面101中的電極11001依序被選作為驅(qū)動(dòng)電極而輸入/輸出交流電流，而未被選的其他電極(無(wú)論是同一斷層面或非同一斷層面)作為接收器以接收電阻抗信號(hào)。

在圖3C中，電極陣列11的多個(gè)電極11001同時(shí)分成多個(gè)水平面100以及多個(gè)垂直面101，如圖所示，接著依照上述的方式依序選出多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極而輸入/輸出交流電流，而未被選的其他電極(無(wú) 論是同一斷層面或非同一斷層面)作為接收器以接收電阻抗信號(hào)。多個(gè)水平驅(qū)動(dòng)電極1111之一輸入一微量交流電流I，而另兩個(gè)水平驅(qū)動(dòng)電極1111分別輸出交流電流αI以及(1-α)I；同時(shí)，多個(gè)垂直驅(qū)動(dòng)電極1121之一輸入一微量交流電流I，而對(duì)兩個(gè)垂直驅(qū)動(dòng)電極1121分別輸出交流電流βI以及(1-β)I。即，α以及β可以是不同數(shù)值，可視需要分別獨(dú)立調(diào)整。

應(yīng)注意的是，上述以水平面及/或垂直面作為斷層面僅為舉例，但不以為限，斷層面也可為一任意角度的傾斜面。

請(qǐng)參照?qǐng)D3D、圖3E以及圖3F，圖3D、圖3E以及圖3F分別為根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的第三實(shí)施例的水平斷層面的示意圖、垂直斷層面的示意圖、以及同時(shí)使用水平及垂直斷層面的示意圖。圖中，電極的分組方式以及驅(qū)動(dòng)方式與上述內(nèi)容相似，而不同之處在于圖3D、圖3E以及圖3F以外向觀察式(outward-looking)作為舉例說(shuō)明，植入本體1具有一圓柱狀承載面10，承載面10上裝設(shè)由多個(gè)電極11001所構(gòu)成的電極陣列11。探棒狀植入本體1植入于待測(cè)物2之中，待測(cè)物2中已形成一病變塊3，可通過(guò)上述的驅(qū)動(dòng)以及測(cè)量方式，取得對(duì)應(yīng)于病變塊3的電阻抗信號(hào)。

請(qǐng)一并參照?qǐng)D4及圖5，圖4及圖5是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的運(yùn)用電流操控技術(shù)的電阻抗斷層掃描的示意圖。圖4及圖5是二維斷層面的電阻抗斷層掃描的應(yīng)用說(shuō)明，但不此為限。

在圖4與圖5所示的實(shí)施例與上述實(shí)施例不同之處在于，此實(shí)施例預(yù)先選取四個(gè)受驅(qū)動(dòng)電極，分別輸入/輸出電流。

圖4顯示電流操控技術(shù)被應(yīng)用于電阻抗斷層掃描，以進(jìn)一步增加攝影圖像的分辨率。在圖4中，電極控制器接收一控制信號(hào)，再根據(jù)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)預(yù)先選取的四個(gè)受驅(qū)動(dòng)電極，但此僅為舉例，不以此為限。施加至此四個(gè)電極的驅(qū)動(dòng)交流電流分別為-βI、-(1-β)I、αI、(1-α)I，其中正號(hào)代表電流方向?yàn)槌螂姌O輸入，負(fù)號(hào)代表電流方向?yàn)閺碾姌O輸出，且α以及β代表由控制信號(hào)傳遞的電源控制參數(shù)，而且可分別獨(dú)立設(shè)定。圖5顯示不同的電流配置， 也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

同時(shí)，在同一斷層面其他不受驅(qū)動(dòng)電極作為接收器，以接收穿透待測(cè)物2的電阻抗信號(hào)，這些電阻抗信號(hào)傳送至數(shù)據(jù)捕獲設(shè)備14之后，配合斷層面受驅(qū)動(dòng)電極及接收電極的地理位置數(shù)據(jù)，以形成一組斷層阻抗信息。由于電流操控技術(shù)可控制同一斷層面中任意多個(gè)電極，且可以彈性配置任一電極的驅(qū)動(dòng)電流，因此可以得到圖4更高的圖像分辨率。

通過(guò)反復(fù)將上述兩種方法的任一種應(yīng)用于不同的斷層面上，即可得到多組的斷層阻抗數(shù)據(jù)，再通過(guò)一算法將所述多組的斷層阻抗數(shù)據(jù)以及分別對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)結(jié)合，以形成對(duì)應(yīng)于待測(cè)物的一三維電阻抗斷層掃描圖像。

請(qǐng)參照?qǐng)D6A至圖6C，圖6A至圖6C顯示電流操控技術(shù)可用于水平斷層面的電阻抗斷層掃描，也可用于垂直斷層面的電阻抗斷層掃描，也可以同時(shí)用于水平與垂直斷層面的電阻抗斷層掃描。在所述實(shí)施例中，內(nèi)向觀察式(inward-looking)作為舉例，但是也可用于外向觀察式(outward-looking)。而且α以及β可以是不同數(shù)值，可視需要分別獨(dú)立調(diào)整。

請(qǐng)參照?qǐng)D7，圖7是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的第三實(shí)施例的流程圖。根據(jù)本發(fā)明的一目的，提出一種三維電阻抗斷層掃描方法，其包含下列步驟。

在步驟S1，在一待測(cè)物中設(shè)置一植入本體，且植入本體具有一承載面。實(shí)施上，承載面的形狀可為球面狀或圓柱狀。

在步驟S2，設(shè)置一電極陣列于承載面，電極陣列具有多個(gè)電極。接著，在步驟S3，設(shè)置一電極控制器，電極控制器分別電連接至多個(gè)電極。

在步驟S4，將電極陣列上位于同一水平面的多個(gè)電極定義成一水平電極組，而電極陣列可包含多個(gè)水平電極組。在步驟S5，產(chǎn)生多個(gè)水平控制信號(hào)，多個(gè)水平控制信號(hào)分別包含一水平選擇參數(shù)。

在步驟S6，通過(guò)電極控制器分別接收多個(gè)水平控制信號(hào)之一，并由電極控制器根據(jù)水平控制信號(hào)的水平選擇參數(shù)選出任一水平電極組，再?gòu)乃x的水平電極組之中選出多個(gè)水平驅(qū)動(dòng)電極。

在步驟S7，在電極控制器驅(qū)動(dòng)多個(gè)水平驅(qū)動(dòng)電極時(shí)，利用所選的水平電極組中除多個(gè)水平驅(qū)動(dòng)電極外的其他所有電極接收多個(gè)水平驅(qū)動(dòng)電極傳送的信號(hào)，以形成一組水平阻抗數(shù)據(jù)。

根據(jù)與上述在水平面相似的操作，接著針對(duì)垂直面執(zhí)行此方法。在步驟S8，將電極陣列上位于同一垂直面的多個(gè)電極定義成一垂直電極組，而電極陣列可包含多個(gè)垂直電極組。接著，在步驟S9，產(chǎn)生多個(gè)垂直控制信號(hào)，多個(gè)垂直控制信號(hào)分別包含一垂直選擇參數(shù)。

在步驟S10，通過(guò)電極控制器分別接收多個(gè)垂直控制信號(hào)之一，并由電極控制器根據(jù)垂直控制信號(hào)的垂直選擇參數(shù)選出任一垂直電極組，再?gòu)乃x的垂直電極組之中選出多個(gè)垂直驅(qū)動(dòng)電極。

在步驟S11，在電極控制器驅(qū)動(dòng)多個(gè)垂直驅(qū)動(dòng)電極時(shí)，利用所選的垂直電極組中除多個(gè)垂直驅(qū)動(dòng)電極外的其他所有電極接收多個(gè)垂直驅(qū)動(dòng)電極傳送的信號(hào)，以形成一組垂直阻抗數(shù)據(jù)。實(shí)施上，上述水平控制信號(hào)及垂直控制信號(hào)可為一電流信號(hào)。

最后在步驟S12，進(jìn)行一計(jì)算，例如基因算法、螞蟻算法或遺傳算法，以將多個(gè)水平控制信號(hào)、多組水平阻抗數(shù)據(jù)、多個(gè)垂直控制信號(hào)及多組垂直阻抗數(shù)據(jù)結(jié)合，以形成對(duì)應(yīng)待測(cè)物的一三維電阻抗斷層掃描圖像。

實(shí)施上，多個(gè)水平控制信號(hào)分別還包含一水平電源控制參數(shù)，電極控制器可通過(guò)水平電源控制參數(shù)及一第一分配條件，以分別控制多個(gè)水平驅(qū)動(dòng)電極中任一電極的電源輸出比例。多個(gè)垂直控制信號(hào)還分別包含一垂直電源控制參數(shù)，其中電極控制器可通過(guò)垂直電源控制參數(shù)及一第二分配條件，以分別控制多個(gè)垂直驅(qū)動(dòng)電極中任一電極的電源輸出比例。

實(shí)施上，第一分配條件根據(jù)水平電源控制參數(shù)進(jìn)行電流分配，且使多個(gè)水平驅(qū)動(dòng)電極的電流總和為零。且第二分配條件根據(jù)垂直電源控制參數(shù)進(jìn)行電流分配，且使多個(gè)垂直驅(qū)動(dòng)電極的電流總和為零。

請(qǐng)參照?qǐng)D8，圖8是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的第四實(shí)施例的流程圖。根據(jù)本發(fā)明的另一目的，再提出一種三維電 阻抗斷層掃描方法，其包含下列步驟。

在步驟S21，在一待測(cè)物中設(shè)置一植入本體，且植入本體具有一承載面10。承載面10的形狀可為球面狀或圓柱狀。在步驟S22，設(shè)置一電極陣列于承載面，電極陣列具有多個(gè)電極。

在步驟S23，設(shè)置一電極控制器，電極控制器分別電連接至多個(gè)電極。接著，在步驟S24，將電極陣列上位于同一斷層平面的多個(gè)電極定義成一斷層平面電極組，而電極陣列可包含多個(gè)斷層平面電極組。實(shí)施上，斷層平面為一水平面、一垂直面或是有角度的平面。

在步驟S25，產(chǎn)生多個(gè)斷層平面控制信號(hào)，多個(gè)斷層平面控制信號(hào)可分別包含一斷層平面選擇參數(shù)以及一斷層平面電源控制參數(shù)。

在步驟S26，通過(guò)電極控制器分別接收多個(gè)斷層平面控制信號(hào)，并由電極控制器根據(jù)斷層平面控制信號(hào)的斷層平面選擇參數(shù)選出任一斷層平面電極組，再?gòu)乃x的斷層平面電極組之中選出多個(gè)斷層平面驅(qū)動(dòng)電極。

在步驟S27，通過(guò)斷層平面電源控制參數(shù)及一第一分配條件，以分別控制多個(gè)斷層平面驅(qū)動(dòng)電極中任一電極的電源輸出比例。

在步驟S28，在電極控制器驅(qū)動(dòng)多個(gè)斷層平面驅(qū)動(dòng)電極時(shí)，利用所選的斷層平面電極組中除多個(gè)斷層平面驅(qū)動(dòng)電極外的其他所有電極接收多個(gè)斷層平面驅(qū)動(dòng)電極傳送的信號(hào)，以形成一組斷層平面阻抗信息。

最后在步驟S29，進(jìn)行一計(jì)算，將多個(gè)斷層平面控制信號(hào)及多組斷層平面阻抗數(shù)據(jù)結(jié)合，以形成對(duì)應(yīng)待測(cè)物的一三維電阻抗斷層掃描圖像。

實(shí)施上，多個(gè)斷層平面控制信號(hào)可為一電流信號(hào)，而第一分配條件根據(jù)斷層平面電源控制參數(shù)，以進(jìn)行電流分配，且使多個(gè)斷層平面驅(qū)動(dòng)電極的電流總和為零。

綜上所述，本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法在測(cè)量開(kāi)始就執(zhí)行系統(tǒng)化產(chǎn)生垂直及水平圖像傳送及檢測(cè)水平及垂直檢測(cè)信號(hào)，所接收的信號(hào)直接組合成為3D信號(hào)，因此產(chǎn)生較佳的測(cè)量結(jié)果。請(qǐng)參 照?qǐng)D9，圖9示出本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的圖像與現(xiàn)有技術(shù)的比較圖。

在圖9中，(A)部分表示待攝影的病變塊，而(B)部分為使用傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)斷層掃描而產(chǎn)生的3D圖像，(C)部分為使用本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法而產(chǎn)生的3D圖像。圖中可明顯的看出本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法可以產(chǎn)生更接近待測(cè)物的圖像，提供更精準(zhǔn)完整的3D信息。

請(qǐng)參照?qǐng)D10A、圖10B、圖11A以及圖11B，圖10A、圖10B、圖11A以及圖11B顯示本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法應(yīng)用于人體頭部的示意圖。如圖所示，電極陣列中的電極可依照頭部的外型來(lái)配置，在圖中是配置成圓弧形，而仍可依照上述檢測(cè)方式進(jìn)行檢測(cè)，以形成頭部的三維電阻抗斷層掃描圖像。依此類推，本發(fā)明的電極陣列中的電極的擺放位置以及方式可依照檢測(cè)對(duì)象而做調(diào)整，而不受以上舉例的限制。

請(qǐng)參照?qǐng)D12，圖12是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的第五實(shí)施例的示意圖。在第五實(shí)施例中，詳細(xì)說(shuō)明如何通過(guò)電流操控技術(shù)來(lái)取得三維電阻抗斷層掃描圖像。在圖12中，為了方便說(shuō)明，電極陣列為21個(gè)電極，分成三組且分別垂直區(qū)隔排列，而每一組電極排成圓環(huán)狀。進(jìn)行電流操控時(shí)，首先提供一電流源，并選擇至少兩個(gè)電極以輸入輸出電流I，如圖12中右上角所示，最上群的最右邊的兩個(gè)電極a1與a2被選為輸入輸出電流I，其中電流I從電極a1輸出而輸入至電極a2。應(yīng)注意的是，被選為用以輸入輸出電流的電極數(shù)量可以大于2個(gè)，如先前內(nèi)容所描述的，在此不再贅述。

通過(guò)所選的電極輸入輸出電流I的后，可從所選電極以外的相鄰的每?jī)蓚€(gè)電極測(cè)量到電壓值，如圖12所示，最上一組的電極中一共可以測(cè)量出4個(gè)電壓值ΔVh11、ΔVh12、ΔVh13以及ΔVh14；同樣地，中間一組的7個(gè)電極總共可以測(cè)量出7個(gè)電壓值ΔVh21～ΔVh27，而最下一組的7個(gè)電極總共可以測(cè)量出7個(gè)電壓值ΔVh31～ΔVh37。

接著，垂直方向上也可以測(cè)量到電壓值，例如最上一組的7個(gè) 電極以及中間一組的7個(gè)電極之間，上下兩兩配對(duì)總共可以測(cè)量出5個(gè)電壓值ΔVv11～ΔVv15(不從選定的兩個(gè)電極測(cè)量電壓值)；同樣地，中間一組的7個(gè)電極以及最下一組的7個(gè)電極的間總共可以測(cè)量出7個(gè)電壓值ΔVv21～ΔVv27。

因此，在圖12中，每次選定兩個(gè)電極來(lái)輸入輸出電流，總共可以測(cè)量到30個(gè)電壓值(30＝4+7+7+5+7)。

接著，改變所選的兩個(gè)電極，例如在逆時(shí)針?lè)较蛏线x擇兩個(gè)電極a2與a3輸入輸出電流I。如上所述，也會(huì)再測(cè)量到30個(gè)電壓值。因此，從最上一組的電極中輪流選擇電極并測(cè)量電壓值，總共可測(cè)量到210個(gè)電壓值(210＝7*30)。同樣的過(guò)程繼續(xù)在中間一組以及最下一組電極進(jìn)行，再測(cè)量到420個(gè)電壓值。

因此，在21個(gè)電極分成三組且分別垂直區(qū)隔排列的情況下，可測(cè)量到630個(gè)電壓值。這630個(gè)電壓值便可形成一3維電阻抗斷層掃描圖像。接著，使用電流操控技術(shù)來(lái)選擇并控制同一斷層面中的任意多個(gè)電極，則可有效地利用此21個(gè)電極來(lái)增加測(cè)量到的電壓值的數(shù)量。且隨著電極數(shù)量越多，分成越多組，則3維電阻抗斷層掃描圖像的分辨率便可隨之提高，同時(shí)提高圖像準(zhǔn)確性。

應(yīng)注意的是，圖12僅是為了方便說(shuō)明才將電極分成多組且分別垂直區(qū)隔排列，而且每一組中的電極在同一平面排列，但是本發(fā)明并不因此受限制。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，多個(gè)電極可非共平面地配置在一曲面上，例如圖11A以及圖11B所示。以下將進(jìn)一步說(shuō)明，非共平面地配置的電極如何進(jìn)行電流操控技術(shù)。

請(qǐng)參照?qǐng)D13A至圖13K，圖13A至圖13K是根據(jù)本發(fā)明的三維電阻抗斷層掃描方法的進(jìn)行電流操控技術(shù)的第二示意圖。應(yīng)注意的是，在圖13A至圖13K中僅為了方便說(shuō)明而將電極示出為陣列的排列，但本發(fā)明并不以此為限制。任何在圖13A至圖13K中進(jìn)行的電流操控技術(shù)都可以適用于圖10A與圖10B的電極排列中。

請(qǐng)參照?qǐng)D13A，進(jìn)行電流操控技術(shù)時(shí)，先選定一電極，圖中以黑色圓點(diǎn)表示，接著依序從所選電極的周圍電極中依序選擇至少一電極來(lái)進(jìn)行電流操控。在圖13A至圖13K中以三個(gè)電極進(jìn)行電流操控來(lái)做說(shuō)明，但并不以此為限。先前所描述的2個(gè)電極或4個(gè)電極 等等的電流操控都可以適用。

請(qǐng)參照?qǐng)D13A至圖13D，圖13A至圖13D示出選定一個(gè)電極作為中心之后，以逆時(shí)針?lè)较蛞佬蜻x出不同位置(如右、上、左、下)的另外兩個(gè)電極進(jìn)行電流操控，而且圖13E至圖13H中也示出另一種挑選方式(如另外兩個(gè)電極的位置為右上、左上、左下、右下)。每一次輸入輸出電流，便測(cè)量其他電極中任兩個(gè)電極之間的電壓值。其中操作方式與圖12中說(shuō)明的操作方式相同，故在此不再贅述。

接著，改變作為中心的電極，如圖13I以及圖13J所示，作為中心的電極向上移動(dòng)，而且接近邊緣時(shí)，挑選另外兩個(gè)電極的另一種方式。

接著，如圖13K所示，即使作為中心的電極移到了上邊緣時(shí)，仍可選擇組左、右以及下方的電極來(lái)進(jìn)行電流操控技術(shù)。以上所選定的各個(gè)電極的位置僅為示例性的，然而本發(fā)明不限于此。

所以，從圖13A至圖13H了解，本發(fā)明的電極不需要用陣列方式排列，或是要有明顯的共平面排列，或是要有明顯的垂直方向的分組，也可以進(jìn)行電流操控以測(cè)量大量的電壓值，由此形成3維電阻抗斷層掃描圖像。

雖然本發(fā)明已參照其示例性實(shí)施例而特別地顯示及描述，將為所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的是，不脫離由權(quán)利要求及其等同物所限定的本發(fā)明的精神與范圍下可對(duì)其進(jìn)行形式與細(xì)節(jié)上的各種更改。