專利名稱：用于校正軟場層析成像中故障狀況的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題通常涉及數(shù)據(jù)重建系統(tǒng)和方法，以及更具體地，涉及用于校正軟場層析成像中故障狀況的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
軟場層析成像，諸如電阻抗光譜(EIS)(也稱為電阻抗層析成像(EIT))、漫射光層析成像、以及相關(guān)模態(tài)可用于測(cè)量對(duì)象的內(nèi)部特性，諸如對(duì)象內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如，人體區(qū)域)的材料的電特性。例如，在EIS/EIT系統(tǒng)中，通過測(cè)量對(duì)象的內(nèi)部的電特性分布來確定對(duì)象特性。這種EIS/EIT系統(tǒng)基于在體積表面處獲取的電流和電壓數(shù)據(jù)來估計(jì)體積內(nèi)材料的傳導(dǎo)率和電容率。然后可以重建估計(jì)的可視化分布。
在軟場層析成像方法中，將可被優(yōu)化和/或控制的激勵(lì)應(yīng)用于具有高信噪比的高質(zhì)量數(shù)據(jù)集的生成。典型地激勵(lì)是預(yù)先計(jì)算的，并被應(yīng)用于與對(duì)象表面耦合的傳感器的配置，以及高度地依賴于傳感器配置。但是，在操作期間，一個(gè)或多個(gè)傳感器可能變成不可操作。例如，一個(gè)或多個(gè)傳感器可能經(jīng)受高接觸阻和/或變?yōu)槊撾x。因此，激勵(lì)模式不再適于傳感器配置。這將對(duì)系統(tǒng)的魯棒性產(chǎn)生消極影響，并且在用戶介入以恢復(fù)不起作用或表現(xiàn)不佳的傳感器之前造成數(shù)據(jù)丟失。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一實(shí)施例，提供一種軟場層析成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個(gè)傳感器，它們配置成定位在對(duì)象的表面。多個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)多個(gè)通道。激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器與多個(gè)通道耦合并且配置成生成針對(duì)多個(gè)傳感器的預(yù)先計(jì)算的默認(rèn)激勵(lì)模式。處理器與激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器電耦合。處理器存儲(chǔ)預(yù)先計(jì)算的默認(rèn)激勵(lì)模式以及針對(duì)預(yù)先計(jì)算的激勵(lì)模式的對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。處理器還存儲(chǔ)預(yù)先計(jì)算的故障激勵(lì)模式以及針對(duì)故障激勵(lì)模式的對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)(對(duì)應(yīng)多個(gè)傳感器的一個(gè)或多個(gè)故障狀況)。響應(yīng)測(cè)量裝置配置成測(cè)量在一個(gè)或多個(gè)傳感器處的響應(yīng)以便確定故障狀況是否存在。如果故障狀況存在，處理器將進(jìn)行以下至少一個(gè)向激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器發(fā)出指令來生成預(yù)先計(jì)算的故障激勵(lì)模式或使用對(duì)應(yīng)故障狀況的預(yù)計(jì)響應(yīng)，用于軟場層析成像處理。根據(jù)另一實(shí)施例，提供一種用于校正軟場層析成像系統(tǒng)中的故障狀況的方法。該方法包括為布置在對(duì)象表面上的多個(gè)傳感器預(yù)先計(jì)算默認(rèn)激勵(lì)模式以及對(duì)應(yīng)預(yù)計(jì)響應(yīng)。故障激勵(lì)模式和針對(duì)故障激勵(lì)模式的對(duì)應(yīng)預(yù)計(jì)響應(yīng)(其對(duì)應(yīng)多個(gè)傳感器中的故障狀況)被預(yù)先計(jì)算。將默認(rèn)的激勵(lì)模式應(yīng)用于對(duì)象。在多個(gè)傳感器中的一個(gè)或多個(gè)處測(cè)量響應(yīng)以確定故障狀況是否存在。如果故障狀況存在，選擇至少一個(gè)故障激勵(lì)模式，或使用對(duì)應(yīng)于故障狀況的對(duì)應(yīng)預(yù)計(jì)響應(yīng)。根據(jù)另一實(shí)施例，提供一種具有傳感器故障模塊的、用于校正軟場層析成像系統(tǒng)中的故障狀況的處理器。傳感器故障模塊配置成為布置在對(duì)象表面上的多個(gè)傳感器預(yù)先計(jì)算默認(rèn)的激勵(lì)模式以及對(duì)應(yīng)預(yù)計(jì)響應(yīng)。故障激勵(lì)模式和針對(duì)故障激勵(lì)模式的對(duì)應(yīng)預(yù)計(jì)響應(yīng)(對(duì)多個(gè)傳感器中的故障狀況)被預(yù)先計(jì)算。將默認(rèn)激勵(lì)模式應(yīng)用于對(duì)象。在多個(gè)傳感器中的一個(gè)或多個(gè)處測(cè)量響應(yīng)以確定故障狀況是否存在。如果故障狀況存在，則選擇至少一個(gè)故障激勵(lì)模式或使用對(duì)應(yīng)故障狀況的對(duì)應(yīng)預(yù)計(jì)響應(yīng)。


當(dāng)前公開主題將通過參照附圖閱讀下面的非限制性實(shí)施例的描述得到更好的理解，在下文的附圖中圖I是示出根據(jù)多種實(shí)施例形成的軟場層析成像系統(tǒng)的簡化示意框圖。圖2是示出根據(jù)多種實(shí)施例的激勵(lì)配置的簡化圖。圖3是示出根據(jù)多種實(shí)施例形成的軟場層析成像系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)流的簡化圖。 圖4示出根據(jù)具有故障狀況的多種實(shí)施例的傳感器配置。圖5示出根據(jù)多種實(shí)施例的方法，其用于在默認(rèn)狀況或故障狀況期間操作軟場層析成像系統(tǒng)。圖6示出了展示多個(gè)故障狀況以及對(duì)應(yīng)的故障激勵(lì)模式和預(yù)計(jì)響應(yīng)的圖表。圖7示出根據(jù)另一實(shí)施例的方法，其用于在默認(rèn)狀況或故障狀況期間操作軟場層析成像系統(tǒng)。圖8示出根據(jù)具有故障狀況的另一實(shí)施例的傳感器配置。
具體實(shí)施例方式當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，上述概要，以及下面某些實(shí)施例的詳細(xì)描述將得到更好的理解。在一定程度上，附圖示出多種實(shí)施例的功能塊圖，功能塊并不必然指示硬件電路之間的劃分。因此，例如，一個(gè)或多個(gè)功能塊(例如，處理器、控制器、電路或存儲(chǔ)器)可以在單片硬件或多片硬件中實(shí)現(xiàn)。應(yīng)該理解的是，多種實(shí)施例并不局限于附圖中所示的布置和手段。如本文所使用的、以單數(shù)形式引述且跟隨不定冠詞“一”的元件或步驟應(yīng)當(dāng)被理解為不排除多個(gè)所述元件或步驟，除非明確說明了這種排除。此外，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”的引用無意于解釋為排除同樣結(jié)合了引用特征的額外實(shí)施例的存在。此外，除非另加相反的明確說明，否則，“包括”或“具有”帶特定性質(zhì)的元件或多個(gè)元件的實(shí)施例可包括沒有那種性質(zhì)的附加元件。多種實(shí)施例提供一種用于軟場層析成像的系統(tǒng)和方法，其使用例如電阻抗光譜(EIS)系統(tǒng)，也稱為電阻抗層析成像(EIT)系統(tǒng)。通常而言，提供一種EIS系統(tǒng)，其為給定的傳感器配置預(yù)先計(jì)算或預(yù)先估計(jì)默認(rèn)激勵(lì)模式以及對(duì)該激勵(lì)模式的對(duì)應(yīng)預(yù)計(jì)響應(yīng)。EIS系統(tǒng)還為在EIS系統(tǒng)操作期間可能發(fā)生的多個(gè)故障狀況存儲(chǔ)預(yù)先計(jì)算的故障激勵(lì)模式和對(duì)該故障激勵(lì)模式的對(duì)應(yīng)預(yù)計(jì)響應(yīng)。例如，故障狀況可包括在一個(gè)或多個(gè)傳感器處的高接觸阻抗/或一個(gè)或多個(gè)傳感器的脫離。多種實(shí)施例中的EIS系統(tǒng)在系統(tǒng)操作期間實(shí)時(shí)探測(cè)故障狀況。如果存在故障狀況，EIS系統(tǒng)選擇故障激勵(lì)模式以及對(duì)應(yīng)故障狀況的對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，并且使用故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)繼續(xù)執(zhí)行軟場層析成像測(cè)量。如果故障狀況改變或者其自身校正，EIS系統(tǒng)將選擇新的故障激勵(lì)模式以及對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，和/或回復(fù)到默認(rèn)激勵(lì)模式以及對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。圖I中示出軟場層析成像系統(tǒng)20的一個(gè)實(shí)施例。例如，軟場層析成像系統(tǒng)20可以是電阻抗光譜(EIS)系統(tǒng)，也稱為電阻抗層析成像(EIT)系統(tǒng)，其用于確定圖2所示意的對(duì)象22內(nèi)的材料的電特性。例如，可以確定對(duì)象22或其它體積內(nèi)的電導(dǎo)率(σ )和/或電容率(ε)的空間分布。因此，可以確定對(duì)象22(如，患者)的內(nèi)部特性。在示出的實(shí)施例中，系統(tǒng)20包括多個(gè)傳感器，在本實(shí)施例(中是定位在對(duì)象22的外圍的傳感器24。在健康護(hù)理應(yīng)用中(如，患者監(jiān)視或組織表征)，多個(gè)傳感器24可附著到患者或?qū)ο蟮钠つw。例如，傳感器24可以定位在對(duì)象22 (如，電極、熱源、超聲傳感器)的表面上，靠近對(duì)象22 (如，射頻天線)的表面，或穿透對(duì)象22(如，針電極)的表面。因此，傳感器24可具有不同的形式，諸如表面接觸電極，帶支架的電極，電容耦合的電極，傳導(dǎo)線圈和天線，以及其它。應(yīng)該注意的是，軟場層析成像系統(tǒng)20可以是其它類型的系統(tǒng)。例如，軟場層析成 像系統(tǒng)20可以是漫射光層析成像(DOT)系統(tǒng)，近紅外光譜(NIRS)系統(tǒng)，熱成像系統(tǒng)，彈性成像系統(tǒng)或微波層析成像系統(tǒng)，以及其它。還應(yīng)該注意的是，本文使用的“軟場層析成像”通常涉及不是“硬場層析成像”的任何層析成像方法或?qū)游龀上穹椒ǖ亩嗑S延伸。激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26和響應(yīng)探測(cè)器28與一個(gè)或多個(gè)傳感器24耦合，并且每個(gè)都連接至處理器30(如，計(jì)算裝置)，其可能在其間包括其它部件。在一個(gè)實(shí)施例中，激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26和響應(yīng)探測(cè)器28是在物理上分離的裝置。在其他實(shí)施例中，激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26和響應(yīng)探測(cè)器28在物理上集成為一個(gè)模塊。應(yīng)該注意的是，激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26可以提供成與至少一個(gè)傳感器24連接。處理器30通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)模塊32發(fā)送指令給激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26并且通過數(shù)據(jù)采集元件(DAQ)模塊34從響應(yīng)探測(cè)器28中接收數(shù)據(jù)。還應(yīng)該注意的是，可以使用不同類型的激勵(lì)來獲取特性分布數(shù)據(jù)，以用于多種實(shí)施例中的重建過程。例如，電的、磁的、光的、熱的和超聲激勵(lì)以及其它，可以與多種實(shí)施例組合使用。在這些不同的實(shí)施例中，傳感器24可以用不同方式與對(duì)象22耦合，并且不一定直接接觸對(duì)象22或只接觸對(duì)象22的表面(如，電耦合、電容耦合、電流耦合等)。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)象22是人體區(qū)域，諸如頭、胸或腿，其中空氣、血液、脂肪、肌肉以及其它組織具有不同的電導(dǎo)率。由軟場層析成像系統(tǒng)20生成的電阻抗分布示出人體區(qū)域的內(nèi)部特性(如，材料特性)的狀況，并由此可以幫助診斷疾病(例如,與出血、腫瘤、肺功能以及其它相關(guān)的疾病)。在其它實(shí)施例中，軟場層析成像系統(tǒng)20在多種其它應(yīng)用中可以用于生成電阻抗分布的可視表示，諸如用于確定含有油和水的混合流中的材料特性，或者用于礦產(chǎn)勘探的的土壤分析，以及其它。在多種實(shí)施例中，傳感器24由任何合適用于建立激勵(lì)(如，EIS兼容電流)的材料形成。例如，傳感器24可以由一種或多種金屬形成，諸如銅、金、鉬、鋼、銀、以及其合金。用于形成傳感器24的其它示例性材料包括具有電傳導(dǎo)性的非金屬，諸如與微電路組合使用的基于硅的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，其中對(duì)象22是人體區(qū)域，傳感器24由氯化銀形成。另外，傳感器24可以用不同的形狀和/或尺寸形成，例如桿狀、平板狀或針狀結(jié)構(gòu)。應(yīng)該注意的是，在一些實(shí)施例中，傳感器24彼此絕緣。在其它實(shí)施例中，傳感器24可以定位成與對(duì)象22直接歐姆接觸，或者與對(duì)象22電容耦合。在操作中，傳感器24可用于輸送連續(xù)或調(diào)制的電流，這樣激勵(lì)模式在整個(gè)時(shí)間頻率范圍(如，IkHz至IMHz)都可應(yīng)用于對(duì)象22的表面，以便在對(duì)象22內(nèi)生成諸如電磁(EM)場的場。對(duì)由此生成的表面電勢(shì)(即傳感器24上的電壓)進(jìn)行測(cè)量，以便使用任何合適的EIS或EIT重建和/或分析方法來確定電導(dǎo)率或電容率分布。例如，可基于傳感器24的幾何結(jié)構(gòu)、預(yù)計(jì)電壓、所施加的電流以及所測(cè)量的電壓的一個(gè)或多個(gè)來重建可視分布。因此，在多種實(shí)施例中，激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26對(duì)每個(gè)傳感器24施加激勵(lì)。應(yīng)該注意的是，可以提供任何類型的激勵(lì)，例如電流、電壓、磁場、射頻波、熱場、光信號(hào)、機(jī)械變形和超聲信號(hào)，以及其它。在示例性實(shí)施例中，激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26對(duì)每個(gè)傳感器24施加直流電流或交流電流。激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26基于存儲(chǔ)在處理器30中的激勵(lì)模式來施加電流到傳感器。處理器30包括傳感器故障模塊31，其在所確定的傳感器故障狀況期間生成激勵(lì)模式。在所示出的用于獲取人體區(qū)域測(cè)量值的實(shí)施例中，施加給傳感器24的電流足以生成人體區(qū)域針對(duì)所施加電流的可測(cè)量的響應(yīng)。在另一實(shí)施例中，激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26可包括至少一個(gè)電壓源，用于向每個(gè)傳感器24施加電壓。在一些實(shí)施例中，響應(yīng)探測(cè)器28響應(yīng)施加在傳感器24上的激勵(lì)以及對(duì)象22內(nèi)由此產(chǎn)生的EM場或EM場變化，在每個(gè)傳感器24 (其可以由多路復(fù)用器來多路復(fù)用)上測(cè)量響應(yīng)Vm。在一個(gè)實(shí)施例中，響應(yīng)探測(cè)器28包括電壓測(cè)量模塊或電流測(cè)量模塊，以便響應(yīng)由激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26施加的電流或電壓來測(cè)量傳感器24上的響應(yīng)電壓或響應(yīng)電流。響應(yīng)探測(cè)器 28還可包括多通道模擬信號(hào)調(diào)節(jié)電路(未示出)，其對(duì)所測(cè)量的響應(yīng)電壓或電流進(jìn)行放大和/或?yàn)V波。在其它實(shí)施例中，處理器30包括信號(hào)調(diào)節(jié)電路，用于對(duì)從響應(yīng)探測(cè)器28中接收的響應(yīng)電壓或響應(yīng)電流進(jìn)行放大和/信濾波。響應(yīng)探測(cè)器28可以實(shí)時(shí)地將所測(cè)量的數(shù)據(jù)傳送到處理器30。因此，在一些實(shí)施例中，響應(yīng)探測(cè)器28通過DAQ 34將響應(yīng)電壓或電流發(fā)送至處理器30，除了用于處理數(shù)據(jù)的時(shí)間期間外沒有可察覺的延遲。在其它實(shí)施例中，響應(yīng)探測(cè)器28在確定的時(shí)間間隔與處理器30通信以傳送所采集的數(shù)據(jù)。應(yīng)該注意的是，可以使用用于生成對(duì)象22內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特性分布的、任何適合的軟場層析成像方法，諸如可以由處理器30限定對(duì)象22幾何結(jié)構(gòu)，并且將幾何結(jié)構(gòu)離散成具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)和元件的結(jié)構(gòu)。因此，在圖2所示出的示例中，激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器26通過在每個(gè)傳感器24上施加負(fù)載電流40而將激勵(lì)模式應(yīng)用于幾何結(jié)構(gòu)上。所示出的響應(yīng)探測(cè)器28具有多個(gè)電壓測(cè)量裝置，諸如電壓計(jì)42，用于測(cè)量傳感器24在對(duì)象22表面的電壓。應(yīng)該注意的是，簡化了激勵(lì)模式和所測(cè)量的響應(yīng)以用于圖示，并且激勵(lì)和傳導(dǎo)率分布可以更為復(fù)雜。另外，又提供示出的值以簡化和便于理解。處理器30由此計(jì)算幾何結(jié)構(gòu)針對(duì)所施加激勵(lì)的響應(yīng)。例如，如圖3所示，軟場層析成像系統(tǒng)20基于默認(rèn)激勵(lì)使用向前模塊50以預(yù)計(jì)提供給重建模塊52的響應(yīng)(預(yù)計(jì)的響應(yīng))。將默認(rèn)激勵(lì)經(jīng)由包括傳感器24以及其它測(cè)量部件的軟場層析成像硬件54應(yīng)用于對(duì)象22 (在圖I和2示出)，其中多個(gè)所測(cè)量的響應(yīng)(一個(gè)所測(cè)量的響應(yīng))也提供給重建模塊52。使用一種或多種適合的軟場層析成像重建方法，以及如在此所述的，然后生成對(duì)象22的電特性(傳導(dǎo)率和/或電容率)的空間分布。例如，牛頓單步誤差重建器(NOSER)或迭代解算器(高斯-牛頓迭代方法)可以如下方式來使用，即通過對(duì)響應(yīng)向前建模并在所測(cè)量的響應(yīng)和預(yù)計(jì)的響應(yīng)上使用誤差項(xiàng)以收斂到解。圖4是示出具有故障狀況的傳感器配置23的圖。傳感器24可在對(duì)象22的表面上圍繞對(duì)稱體60的軸定位。在圖4所示意的示例中，傳感器定位在圍繞對(duì)象22的圓圈中。應(yīng)該注意的是，在多種其它實(shí)施例中，對(duì)稱體60的維度可以是任何合適的對(duì)稱體的維度，例如，柱體、球體等。圖4的傳感器配置23包括標(biāo)號(hào)A1至A16的十六個(gè)傳感器24。傳感器24布置在位置B1至B16中。在示例性實(shí)施例中，傳感器A1布置在位置B1處，等等。響應(yīng)探測(cè)器28在每個(gè)傳感器24處測(cè)量響應(yīng)。圖4示意了傳感器配置23中的故障狀況。在所示出的實(shí)施例中，在傳感器A1處存在故障狀況。在示例性實(shí)施例中(傳感器是表面接觸電極)，故障狀況可以是在電極A1處的不可接受的高電極 接觸阻抗(如，預(yù)定閾值之上的電極接觸阻抗)，電極A1的脫離，或致使電極的使用不理想或不可能的其它特性。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)故障狀況存在時(shí)，通過傳感器八1至仏6的電流總和不等于O。因此，默認(rèn)激勵(lì)模式不再適于確定對(duì)象22內(nèi)的電分布。具體地，故障狀況可影響系統(tǒng)魯棒性以及在使用者介入以校正故障狀況之前造成數(shù)據(jù)丟失。應(yīng)該注意的是，盡管圖4示意了在傳感器A1處的單個(gè)故障狀況，但故障狀況可在任一傳感器24和/或多個(gè)傳感器24處存在。圖5示出一種用于在故障狀況(例如圖4所示的故障狀況)期間操作軟場層析成像系統(tǒng)20的方法70。在74，處理器30或處理器30的傳感器故障模塊31之一預(yù)先計(jì)算默認(rèn)激勵(lì)模式、故障激勵(lì)模式以及針對(duì)一個(gè)或多個(gè)故障狀況的對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施例中，默認(rèn)激勵(lì)模式、故障激勵(lì)模式以及對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)都是先驗(yàn)信息。默認(rèn)激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)基于默認(rèn)狀況，其中不存在故障狀況。默認(rèn)激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)基于如下假定計(jì)算出來，該假定可包括多個(gè)傳感器24、傳感器24的相對(duì)位置、和/或?qū)ο?2表面的幾何結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)。應(yīng)該注意的是，這些默認(rèn)激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)可以是存儲(chǔ)在軟場層析成像系統(tǒng)20內(nèi)的預(yù)定設(shè)置(如，出廠設(shè)置)。計(jì)算故障激勵(lì)模式用于故障狀況，該故障狀況包括但并不局限于不可接受的高傳感器接觸阻抗和/或一個(gè)或多個(gè)傳感器24的脫離。例如，再參照?qǐng)D4，可以針對(duì)故障狀況預(yù)先計(jì)算故障激勵(lì)模式，在故障狀況中，在傳感器A1處經(jīng)受不可接受的高傳感器接觸阻抗和/或脫離。處理器30針對(duì)一個(gè)或多個(gè)狀況預(yù)先計(jì)算一個(gè)或多個(gè)故障激勵(lì)模式，并且存儲(chǔ)故障激勵(lì)模式。在75，傳感器故障模塊31針對(duì)默認(rèn)激勵(lì)模式，針對(duì)每個(gè)故障激勵(lì)模式，以及針對(duì)每個(gè)對(duì)應(yīng)的傳感器配置預(yù)先計(jì)算預(yù)計(jì)響應(yīng)。圖6示出如下圖表80，其代表多個(gè)激勵(lì)模式以及針對(duì)對(duì)應(yīng)的默認(rèn)或故障狀況的對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。列82示出針對(duì)傳感器配置的故障狀況。例如，默認(rèn)狀況可在83處存在，針對(duì)默認(rèn)傳感器配置W和對(duì)應(yīng)的默認(rèn)預(yù)計(jì)響應(yīng)Ψ，故障狀況可在84處存在，針對(duì)傳感器A1處的故障狀況，在86處針對(duì)在傳感器A1和A2處的故障狀況，在88處針對(duì)在傳感器A1和A3處的故障狀況，在89處針對(duì)在傳感器A1和A4處的故障狀況，或在90處針對(duì)在傳感器A1和A5處的故障狀況。應(yīng)該注意的是，故障狀況84、86、88、89以及90只是示例性的，在多種實(shí)施例中，可以針對(duì)故障狀況來預(yù)先計(jì)算故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，該故障狀況包括任一和/或所有傳感器，或者其組合。列92示出針對(duì)每個(gè)默認(rèn)狀況或故障狀況的預(yù)先計(jì)算的激勵(lì)模式，以及列94示出針對(duì)欄92中示意的默認(rèn)激勵(lì)模式或故障激勵(lì)模式的預(yù)計(jì)響應(yīng)。例如，如果故障狀況84存在，將利用故障激勵(lì)模式X來校正故障狀況。在所示的實(shí)施例中，故障激勵(lì)模式X具有預(yù)計(jì)響應(yīng)X1。故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)存儲(chǔ)在處理器中，以便在故障狀況存在時(shí)使用。再參照?qǐng)D5，在72處，處理器30或處理器30的傳感器故障模塊31的一個(gè)或多個(gè)選擇激勵(lì)模式。在77處，處理器可初始應(yīng)用某一激勵(lì)模式。例如，處理器30初始應(yīng)用默認(rèn)激勵(lì)模式。在100處，響應(yīng)探測(cè)器28測(cè)量一個(gè)或多個(gè)傳感器24處的響應(yīng)。例如，響應(yīng)探測(cè)器28可以測(cè)量一個(gè)或多個(gè)傳感器24的振幅、相位、頻率和/或電壓。在102處，處理器30確定已經(jīng)應(yīng)用的激勵(lì)模式是否與傳感器的配置相匹配。例如，多個(gè)傳感器24處的響應(yīng)可包括振幅、相位、頻率或電壓匹配或超過預(yù)定值。如果軟場層析成像系統(tǒng)在沒有故障狀況(即，故障狀況不存在)104的情況下操作，則在106處，使用在111處選擇的對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)來繼續(xù)操作軟場層析成像系統(tǒng)。例如，默認(rèn)激勵(lì)可以繼續(xù)使用并且在111處選擇對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，由此可部分基于預(yù)先計(jì)算的默認(rèn)激勵(lì)模式和在74和75處計(jì)算的預(yù)先計(jì)算的預(yù)計(jì)響應(yīng)來確定特性分布。如果探測(cè)到故障狀況，則處理器30在108處確定故障狀況確實(shí)存在。如果故障狀況存在，則在Iio處處理器30選擇對(duì)應(yīng)故障狀況的故障激勵(lì)模式。之后在77處應(yīng)用故障激勵(lì)模式。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器30可在111處選擇對(duì)應(yīng)在110處選擇的故障激勵(lì)模式的預(yù)計(jì)響應(yīng)。例如，處理器30可基于存儲(chǔ)在圖6所示的圖表中的故障激勵(lì)模式和預(yù)計(jì)響應(yīng)來選擇故障激勵(lì)模式和預(yù)計(jì)響應(yīng)。處理器30選擇故障激勵(lì)模式以接近或匹配具有故障狀況的傳感器的配置。在106處，處理器30使用對(duì)應(yīng)的故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)來繼、續(xù)軟場層析成像過程。在所示的實(shí)施例中，軟場層析成像系統(tǒng)20在軟場層析成像過程期間實(shí)時(shí)選擇故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。因此，軟場層析成像系統(tǒng)20不必關(guān)閉和/或軟場層析成像過程不必中斷以校正故障狀況。因此，軟場層析成像系統(tǒng)在故障狀況下進(jìn)行操作。例如，使用故障激勵(lì)模式以及使用對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，這樣部分基于預(yù)先計(jì)算的故障激勵(lì)和對(duì)應(yīng)的預(yù)先計(jì)算的預(yù)計(jì)響應(yīng)來確定電分布。通過獨(dú)立的傳感器測(cè)試，在其它實(shí)施例中在102處也可以完成傳感器失效的探測(cè)，諸如與在用于脫引線(leads-off)探測(cè)的心電圖描計(jì)(ECG)和用于電極阻抗測(cè)量的腦電圖描計(jì)(EEG)中使用的測(cè)試類似的測(cè)試。如果在操作期間校正故障狀況，處理器30可以選擇對(duì)應(yīng)剩余的故障狀況的預(yù)計(jì)響應(yīng)以及新的故障激勵(lì)模式。如果在操作期間校正所有故障狀況，處理器可以回復(fù)到預(yù)先計(jì)算的默認(rèn)激勵(lì)模式以及針對(duì)默認(rèn)傳感器配置的對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。處理器可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地選擇新的激勵(lì)模式和預(yù)計(jì)響應(yīng)，以使得軟場層析成像系統(tǒng)20不必關(guān)閉或者軟場層析成像過程不必中斷以校正故障狀況和/或故障狀況中的改變。圖7示出根據(jù)另一實(shí)施例的方法120，其用于在故障狀況期間操作軟場層析成像系統(tǒng)20。在該實(shí)施例中，預(yù)先計(jì)算數(shù)量減少的故障探測(cè)激勵(lì)模式，并且之后基于傳感器故障的故障位置、諸如實(shí)時(shí)地進(jìn)行調(diào)節(jié)(如，轉(zhuǎn)換)故障。在122處，處理器30預(yù)先計(jì)算針對(duì)傳感器配置的激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。激勵(lì)模式可基于其中故障狀況不存在的默認(rèn)狀況?？苫趥鞲衅?4的數(shù)量、傳感器24的相對(duì)位置、和/或?qū)ο?2的表面幾何結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)來計(jì)算激勵(lì)模式。可以部分基于流過傳感器A1至A16的為O的總電流來計(jì)算激勵(lì)模式。在122處，處理器30預(yù)先計(jì)算數(shù)量減少的故障激勵(lì)模式和針對(duì)多個(gè)故障狀況(其對(duì)應(yīng)傳感器位置的一個(gè)或多個(gè)數(shù)學(xué)變換)的對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換可包括坐標(biāo)變換、線性變換、非線性變換、幾何變換、和/或任何其它合適的變換。針對(duì)故障狀況計(jì)算故障激勵(lì)模式，故障狀況例如不可接受的高傳感器接觸阻抗和/或一個(gè)或多個(gè)傳感器24從對(duì)象和/或硬件上去耦合。在該實(shí)施例中，計(jì)算故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，針對(duì)傳感器故障的不同組合，但并不是針對(duì)每個(gè)位置。例如，在其中具有單個(gè)傳感器故障的情形中，預(yù)先計(jì)算針對(duì)一個(gè)傳感器的故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，之后使用其生成針對(duì)任一單個(gè)傳感器故障狀況(其是傳感器位置的數(shù)學(xué)變換等價(jià)體)的故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。處理器30預(yù)先計(jì)算針對(duì)多個(gè)變換的故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，并存儲(chǔ)該故障激勵(lì)模式，其是本文詳述的故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)的減小的集合。例如，處理器30可計(jì)算故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，針對(duì)其中單個(gè)傳感器24脫離、鄰接傳感器24脫離、和/或定位成彼此相對(duì)的傳感器24脫離的故障狀況。處理器30沒有計(jì)算針對(duì)每個(gè)可能故障狀況的激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，而是基于傳感器位置的數(shù)學(xué)變換而生成故障激勵(lì)模式以及對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)的減小的集合。在125處，應(yīng)用預(yù)先計(jì)算的激勵(lì)模式。在126處，響應(yīng)探測(cè)器28測(cè)量一個(gè)或多個(gè)傳感器24的響應(yīng)。例如，響應(yīng)探測(cè)器28可以測(cè)量一個(gè)或多個(gè)傳感器24的振幅、相位、頻率和/或電壓。在128處，處理器30基于所測(cè)量的至少一個(gè)傳感器24的響應(yīng)來確定故障狀況是否存在。在故障狀況不存在的情形130，軟場層析成像系統(tǒng)20在132處基于在122處預(yù)先計(jì)算的預(yù)先計(jì)算的激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)中的至少一個(gè)執(zhí)行軟場層析成像處理。如 果故障狀況存在133，處理器30在134處選擇故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)(其對(duì)應(yīng)故障狀況位置的數(shù)學(xué)變換)。例如，在電極處于具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的配置中情況下，如果故障狀況包括單個(gè)脫離的傳感器，選擇針對(duì)單個(gè)傳感器24的故障激勵(lì)模式以及變換(例如，旋轉(zhuǎn)、伸展、扭曲、折疊等)激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，以便使預(yù)先計(jì)算的故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)與展示出故障的傳感器校準(zhǔn)(align)。在一個(gè)實(shí)施例中，變換可包括激勵(lì)模式或預(yù)計(jì)響應(yīng)的均勻或非線性擴(kuò)展。在另一示例中，如果故障狀況包括已經(jīng)變?yōu)槊撾x的鄰接傳感器24，則選擇針對(duì)鄰接傳感器的故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。變換激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)以便使得預(yù)先計(jì)算的故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)與展示出故障的鄰接傳感器校準(zhǔn)?；谝粋€(gè)或多個(gè)故障位置，和對(duì)故障狀況位置的對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)以及激勵(lì)模式的一個(gè)或多個(gè)變換，選擇故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。例如，在具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的二維幾何結(jié)構(gòu)中，如果單個(gè)故障存在于位置B3處的傳感器，則對(duì)于任一位置處的單個(gè)故障選擇故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。在136處，變換故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，以使得故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)與故障狀況的位置相匹配。例如，變換對(duì)應(yīng)單個(gè)故障的故障激勵(lì)和對(duì)應(yīng)預(yù)計(jì)響應(yīng)，以使得在故障激勵(lì)和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)中表示的單個(gè)故障被定位于展示故障狀況的傳感器位置上。在138處，軟場層析成像系統(tǒng)20基于所變換的故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)來執(zhí)行軟場層析成像過程。通過變換故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，傳感器故障模塊31只需要產(chǎn)生故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)的減小的集合。圖8示出具有故障狀況的傳感器配置23。在示例性實(shí)施例中，傳感器配置23包括圍繞對(duì)稱體60的至少一個(gè)軸定位的傳感器A1至A16。在所示意的實(shí)施例中，故障狀況存在于傳感器A3和A4。選擇故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，以針對(duì)包括在鄰接傳感器處的故障的故障狀況。在所示出的實(shí)施例中，故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)對(duì)應(yīng)在位置B1和B2處的傳感器A1和A2的故障。故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)圍繞箭頭144被變換，以使得位置B1和B2旋轉(zhuǎn)至傳感器A3和A4。通過變換故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，處理器30只需要存儲(chǔ)針對(duì)選定數(shù)量的對(duì)稱配置的故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。因?yàn)橄到y(tǒng)的對(duì)稱性，針對(duì)特定傳感器配置故障狀況的相同故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)可以根據(jù)傳感器的位置和一個(gè)或多個(gè)對(duì)稱軸在不同位置處使用。應(yīng)該意識(shí)到的是，盡管在此非限制示例中使用旋轉(zhuǎn)，但是也有其它數(shù)學(xué)變換(包括幾何、線性和非線性變換)，它們可以應(yīng)用于激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。在多種實(shí)施例中，使用軟場層析成像系統(tǒng)，來預(yù)先計(jì)算激勵(lì)模式(故障激勵(lì))和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，以針對(duì)處在待詢問(interrogate)的對(duì)象表面上的給定傳感器配置。激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)基于如下假定，這些假定包括但并不局限于傳感器數(shù)量、相對(duì)傳感器位置以及對(duì)象的一個(gè)或多個(gè)邊界或表面的幾何結(jié)構(gòu)。其它的激勵(lì)模式(故障激勵(lì))和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)被預(yù)先計(jì)算，針對(duì)多種單個(gè)或多個(gè)故障狀況，諸如在一個(gè)或多個(gè)傳感器處的不可接受的高傳感器接觸阻抗，脫引線狀況或滑落的傳感器。當(dāng)探測(cè)到一個(gè)或多個(gè)故障狀況時(shí)，則選擇故障激勵(lì)模式和最佳匹配故障狀況的對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。如果故障狀況中的一個(gè)可以自身解決，則可以應(yīng)用對(duì)應(yīng)余下的故障狀況的故障激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。這樣，軟場層析成像過程通常使用最能代表實(shí)際傳感器配置的激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)預(yù)計(jì)響應(yīng)。因此，信噪比被增加或者最大化，重建數(shù)據(jù)集中的偽影和噪聲減小，并且數(shù)據(jù)破壞得到減少或消除。 即使多種實(shí)施例描述為都與電激勵(lì)和電響應(yīng)有關(guān)，但是還可以提供其它激勵(lì)源和響應(yīng)。例如，磁、光、熱或超聲激勵(lì)和響應(yīng)，以及其它，可以與多種實(shí)施例組合來使用。多種實(shí)施例和/或組件，例如模塊或其中的組件和控制器，也可以實(shí)現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)或處理器的一部分。計(jì)算機(jī)或處理器包括計(jì)算裝置、輸入裝置、顯示單元以及例如用于接入因特網(wǎng)的接口。計(jì)算機(jī)或處理器可包括微處理器。微處理器可連接至通信總線。計(jì)算機(jī)或處理器還可以包括存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)以及只讀存儲(chǔ)器(ROM)。計(jì)算機(jī)或處理器還可以包括存儲(chǔ)裝置，其可以是硬盤驅(qū)動(dòng)或可移除的存儲(chǔ)裝置，諸如光盤驅(qū)動(dòng)，固態(tài)磁盤驅(qū)動(dòng)(如，閃存RAM)，等。存儲(chǔ)裝置也可以是其它相似部件，其用于將計(jì)算機(jī)程序或其它指令裝載到計(jì)算機(jī)或處理器上。如本文使用的，術(shù)語“計(jì)算機(jī)”或“模塊”可包括任何基于處理器或基于微處理器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括使用微控制器，精簡指令集計(jì)算機(jī)(RISC)，專用集成電路(ASIC)，現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，圖形處理單元(GPU)、邏輯電路以及能夠執(zhí)行本文所述功能的任何其它電路或處理器的系統(tǒng)。上述示例只是示例性的，因此無意于以任何方式限制術(shù)語“計(jì)算機(jī)”的定義和/或含義。計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)元件中的指令集，以便處理輸入數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)元件還存儲(chǔ)所希望或所需的數(shù)據(jù)或其它信息。存儲(chǔ)元件可以是信息源的形式或者是處理機(jī)內(nèi)的物理存儲(chǔ)器元件。指令集可包括多種命令，這些命令指示作為處理機(jī)的計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行具體操作，諸如本發(fā)明的多種實(shí)施例的方法和過程。指令集可以是軟件程序的形式，其可以形成有形非瞬時(shí)的計(jì)算機(jī)可讀媒介的一部分。軟件可以是多種形式，諸如系統(tǒng)軟件或應(yīng)用軟件。此夕卜，軟件可以是單獨(dú)的程序或模塊的集合的形式，可以是更大程序內(nèi)的程序模塊或程序模塊的一部分。軟件還包括面向?qū)ο缶幊绦问降哪K編程?？梢皂憫?yīng)操作者命令、或者響應(yīng)之前處理的結(jié)果、或者響應(yīng)由另一個(gè)處理機(jī)發(fā)出的請(qǐng)求來通過處理機(jī)處理輸入數(shù)據(jù)。如本文所使用的，術(shù)語“軟件”或“固件”是可以互換的，并且包括存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的任何計(jì)算機(jī)程序，存儲(chǔ)器包括RAM存儲(chǔ)器，ROM存儲(chǔ)器，EPROM存儲(chǔ)器，EEPROM存儲(chǔ)器、以及非易失性RAM(NVRAM)存儲(chǔ)器。上述存儲(chǔ)器類型只是示例性的，并且因此并不局限于對(duì)計(jì)算機(jī)程序存儲(chǔ)來說可用的存儲(chǔ)器類型。
要理解，以上描述只是說明性而不是限制性的。例如，上述實(shí)施例(和/或其方面)可相互結(jié)合使用。另外，可對(duì)本發(fā)明的多種實(shí)施例的教導(dǎo)進(jìn)行很多修改以適合具體情況或材料，而沒有背離其范圍。雖然本文描述的材料的尺寸和類型目的是限定本發(fā)明的多種實(shí)施例的參數(shù)，但這些實(shí)施例并非限制性的而只是示例性實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員在看了以上描述后，許多其它實(shí)施例對(duì)他們將是顯然的。因此，本發(fā)明的多種實(shí)施例的范圍應(yīng)當(dāng)參照所附權(quán)利要求連同這類權(quán)利要求涵蓋的完整等效范圍共同確定。在所附權(quán)利要求中，術(shù)語“包含”和“在其中”用作相應(yīng)術(shù)語“包括”和“其中”的易懂英語對(duì)等詞。此外，在所附權(quán)利要求中，術(shù)語“第一”、“第二”和“第三”等只用作標(biāo)記，而不是意在對(duì)它們的對(duì)象施加數(shù)字要求。此外，所附權(quán)利要求的限制并不是按照部件加功能格式編寫的，并且不是意在根據(jù)美國專利法第112條第六款來解釋，除非并直到這類要求權(quán)益的限制明確使用詞語“用于...的部件”并跟隨沒有進(jìn)一步結(jié)構(gòu)的功能陳述。本書面描述使用示例來公開包括最佳模式的本發(fā)明的多種實(shí)施例，以及還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能實(shí)踐本發(fā)明的多種實(shí)施例，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)及執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的多種實(shí)施例的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，且可包括本領(lǐng)域技術(shù) 人員想到的其它示例。如果此類其它示例具有與權(quán)利要求字面語言無不同的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求字面語言無實(shí)質(zhì)不同的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們規(guī)定為在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種軟場層析成像系統(tǒng)，包括 多個(gè)傳感器，其配置成定位在對(duì)象的表面，其中所述多個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)多個(gè)通道； 激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器，其與所述多個(gè)通道耦合并且配置成生成針對(duì)所述多個(gè)傳感器的預(yù)先計(jì)算的默認(rèn)激勵(lì)模式； 電耦合至所述激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器的處理器，所述處理器存儲(chǔ)所述預(yù)先計(jì)算的默認(rèn)激勵(lì)模式以及針對(duì)所述預(yù)先計(jì)算的激勵(lì)模式的對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，所述處理器還存儲(chǔ)至少一個(gè)預(yù)先計(jì)算的故障激勵(lì)模式和針對(duì)所述故障激勵(lì)模式的對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，針對(duì)所述故障激勵(lì)模式的所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)對(duì)應(yīng)所述多個(gè)傳感器的一個(gè)或多個(gè)故障狀況；以及 響應(yīng)測(cè)量裝置，其配置成測(cè)量一個(gè)或多個(gè)所述傳感器處的響應(yīng)，以便確定故障狀況是否存在，其中如果故障狀況存在，則所述處理器將進(jìn)行以下至少一個(gè)向所述激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送指令以便生成至少一個(gè)所述預(yù)先計(jì)算的故障激勵(lì)模式，或者使用對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)故障狀況的所述預(yù)計(jì)響應(yīng)，用于軟場層析成像過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中基于傳感器數(shù)量、所述傳感器的相對(duì)位置、或所述對(duì)象的所述表面的幾何結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)來計(jì)算所述預(yù)先計(jì)算的默認(rèn)激勵(lì)模式或所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)中的至少一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述傳感器是電極，并且針對(duì)其中至少一個(gè)所述電極存在預(yù)定閾值之上的電極接觸阻抗的故障狀況，計(jì)算所述預(yù)先計(jì)算的故障激勵(lì)模式和針對(duì)所述故障激勵(lì)模式的所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，針對(duì)其中至少一個(gè)所述傳感器從所述激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器脫離的故障狀況，計(jì)算所述預(yù)先計(jì)算的故障激勵(lì)模式和所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，針對(duì)其中至少一個(gè)所述傳感器從所述對(duì)象的所述表面去耦合的故障狀況，計(jì)算所述預(yù)先計(jì)算的故障激勵(lì)模式和所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，基于所述傳感器的位置來確定所述預(yù)先計(jì)算的故障激勵(lì)模式和針對(duì)所述故障激勵(lì)模式的所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，其中所述處理器對(duì)所述預(yù)先計(jì)算的故障激勵(lì)模式和所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)中的至少一個(gè)進(jìn)行變換，以匹配所述故障狀況。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器通過數(shù)學(xué)變換、坐標(biāo)變換、線性變換、非線性變換、或幾何變換中的至少一個(gè)來對(duì)所述預(yù)先計(jì)算的故障激勵(lì)模式和所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)中的至少一個(gè)進(jìn)行變換。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，在所述預(yù)先計(jì)算的默認(rèn)激勵(lì)模式中操作的傳感器的電流總和等于零，并且在預(yù)先計(jì)算的故障激勵(lì)模式中操作的傳感器的電流總和為零。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器在軟場層析成像過程期間選擇預(yù)先計(jì)算的故障激勵(lì)模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，基于在所述多個(gè)傳感器的全部或子集上激勵(lì)非零總和的探測(cè)，確定故障狀況存在。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)傳感器處的所述響應(yīng)包括振幅、相位或頻率中的至少一個(gè)匹配或超過預(yù)定值。
12.一種用于校正軟場層析成像系統(tǒng)中故障狀況的方法，所述方法包括 針對(duì)布置在對(duì)象的表面處的多個(gè)傳感器，預(yù)先計(jì)算默認(rèn)激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)；預(yù)先計(jì)算至少一個(gè)故障激勵(lì)模式和針對(duì)所述故障激勵(lì)模式的對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，針對(duì)所述故障激勵(lì)模式的所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)對(duì)應(yīng)所述多個(gè)傳感器中的一個(gè)或多個(gè)故障狀況； 將所述默認(rèn)激勵(lì)模式應(yīng)用到所述對(duì)象； 測(cè)量所述多個(gè)傳感器的一個(gè)或多個(gè)處的響應(yīng)以確定故障狀況是否存在；以及 如果故障狀況存在，則進(jìn)行以下至少一個(gè)選擇至少一個(gè)故障激勵(lì)模式，或使用對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)故障狀況的所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括基于傳感器數(shù)量、傳感器的相對(duì)位置、或所述對(duì)象的幾何結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)來計(jì)算所述默認(rèn)激勵(lì)模式和所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述傳感器是電極，所述方法還包括針對(duì)其中至少一個(gè)所述電極存在預(yù)定閾值之上的電極接觸阻抗的故障狀況，計(jì)算所述故障激勵(lì)模式和所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括針對(duì)其中至少一個(gè)所述傳感器發(fā)生從系統(tǒng)硬件上脫離或者從所述對(duì)象的所述表面上去耦合中至少一個(gè)的故障狀況，計(jì)算所述故障激勵(lì)模式和所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括 基于所述傳感器的位置計(jì)算所述故障激勵(lì)模式和所述對(duì)應(yīng)的響應(yīng)；以及 將所述故障激勵(lì)模式和所述對(duì)應(yīng)的響應(yīng)進(jìn)行變換以匹配所述故障狀況。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括通過數(shù)學(xué)變換、坐標(biāo)變換、線性變換、非線性變換、或幾何變換中的至少一個(gè)來對(duì)所述故障激勵(lì)模式和所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)進(jìn)行變換。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述多個(gè)傳感器處的所述響應(yīng)包括振幅、相位或頻率中的至少一個(gè)匹配或超過預(yù)定值。
19.一種具有傳感器故障模塊的、用于校正軟場層析成像系統(tǒng)中的故障狀況的處理器，所述傳感器故障模塊配置成 針對(duì)布置在對(duì)象的表面處的多個(gè)傳感器，預(yù)先計(jì)算默認(rèn)激勵(lì)模式和對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)； 預(yù)先計(jì)算至少一個(gè)故障激勵(lì)模式和針對(duì)所述故障激勵(lì)模式的對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，針對(duì)所述故障激勵(lì)模式的所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)對(duì)應(yīng)所述多個(gè)傳感器中的一個(gè)或多個(gè)故障狀況； 將所述默認(rèn)激勵(lì)模式應(yīng)用到所述對(duì)象； 測(cè)量所述多個(gè)傳感器的一個(gè)或多個(gè)處的響應(yīng)以確定故障狀況是否存在；以及 如果故障狀況存在，則進(jìn)行以下至少一個(gè)選擇至少一個(gè)故障激勵(lì)模式，或使用對(duì)應(yīng)于所述故障狀況的所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的處理器，其中，所述傳感器故障模塊還配置成基于傳感器數(shù)量、所述傳感器的相對(duì)位置、或所述對(duì)象的所述表面的幾何結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)來計(jì)算所述激勵(lì)模式和所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)中的至少一個(gè)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的處理器，其中，所述傳感器是電極，并且所述傳感器故障模塊還配置成針對(duì)其中至少一個(gè)所述電極存在預(yù)定閾值之上的電極接觸阻抗的故障狀況，計(jì)算所述故障激勵(lì)模式和所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)中的至少一個(gè)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的處理器，其中，所述傳感器故障模塊還配置成針對(duì)其中所述傳感器中的至少一個(gè)發(fā)生從系統(tǒng)硬件脫離或從所述對(duì)象的所述表面上去耦合中至少一個(gè)的故障狀況，計(jì)算所述故障激勵(lì)模式和所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的處理器，其中，所述傳感器故障模塊還配置成 基于所述傳感器的位置計(jì)算所述故障激勵(lì)模式和所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)；以及 對(duì)所述故障激勵(lì)模式和所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)進(jìn)行變換以匹配所述故障狀況。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的處理器，其中，所述傳感器故障模塊還配置成通過數(shù)學(xué)變換、坐標(biāo)變換、線性變換、非線性變換、或幾何變換中的至少一個(gè)來對(duì)所述故障激勵(lì)模式和所述對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)進(jìn)行變換。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的處理器，其中，所述多個(gè)傳感器處的所述響應(yīng)包括振幅、相位或頻率中的至少一個(gè)匹配或超過預(yù)定值。
全文摘要
本發(fā)明名稱為“用于校正軟場層析成像中故障狀況的系統(tǒng)和方法”。一種軟場層析成像系統(tǒng)，包括多個(gè)傳感器，其配置成定位在對(duì)象的表面。激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器配置成生成針對(duì)多個(gè)傳感器的預(yù)先計(jì)算的默認(rèn)激勵(lì)模式。處理器存儲(chǔ)預(yù)先計(jì)算的默認(rèn)激勵(lì)模式以及針對(duì)預(yù)先計(jì)算的激勵(lì)模式的對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)。處理器還存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)預(yù)先計(jì)算的故障激勵(lì)模式和針對(duì)故障激勵(lì)模式的對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)，該對(duì)應(yīng)的預(yù)計(jì)響應(yīng)對(duì)應(yīng)多個(gè)傳感器的一個(gè)或多個(gè)故障狀況。響應(yīng)測(cè)量裝置被配置成測(cè)量一個(gè)或多個(gè)傳感器處的響應(yīng)，以便確定故障狀況是否存在。如果故障狀況存在，則處理器將進(jìn)行以下至少一個(gè)向激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送指令以便生成預(yù)先計(jì)算的故障激勵(lì)模式，或者使用對(duì)應(yīng)故障狀況的預(yù)計(jì)響應(yīng)，用于軟場層析成像過程。
文檔編號(hào)A61B5/00GK102697497SQ20111046316
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者A·S·羅斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司