注入电流式磁声成像平面模型的逆问题研究

注入电流式磁声成像是电阻抗成像和超声成像相结合的一种新型成像技术,具有电阻抗成像的高对比度和超声成像高分辨率的优势,是一种有望获得高质量图像的生物电阻抗成像技术,在生物医学成像领域具有广阔的应用前景。作为一种新型成像技术,目前在电导率的重建方面还没有形成完整的体系。针对二维平面模型,提出一种由声场信号准确重建被测样品电流密度的方法。首先采用维纳滤波反卷积方法由超声换能器测量的声场信号重建被测样品原始声场p(r,t),接着利用时间反演法获取声源分布0??(J×B),然后考虑到二维平面模型只有电流密度的两个分量,结合电流连续性定理,从而重建电流密度的两个分量xJ、yJ,最后设计并搭建注入式磁声成像实验平台,利用生物组织进行实验,最终得到猪肉组织的电导率图像,重建结果证明了重建方法的可行性。

基于生成对抗网络的注入电流式热声成像逆问题研究

注入电流式热声成像结合了电阻抗成像高对比度和超声成像高分辨率的优势,在生物医学成像领域具有广阔的应用前景。该成像方法激励效率高、检测信噪比强,但在较低频率的电磁激励下,重建目标体电导率的高分辨率图像仍然具有很大的挑战。该文提出一种基于生成对抗网络的电导率重建新方法,包含三个步骤:首先用维纳滤波反卷积,将超声探头输出的电信号还原为真实声信号;然后利用滤波反投影获得初始声源图像;最后将初始声源图像和电导率图像进行匹配,作为生成对抗网络的训练样本,构建用于电导率重建的深度学习模型。经理论分析与仿真研究发现,新方法通过引入深度神经网络,能够挖掘出蕴含在数据中的逆问题求解模型,进而重建高分辨率的电导率图像,且具有很强的抗干扰特性。新方法的提出为解决注入电流式热声成像的电导率重建问题提供了新思路。

磁声耦合成像声信号检测的实验研究

对磁声耦合成像进行原理性验证实验研究。从不同的几何模型出发,分别建立了圆线圈、矩形线圈和三角形铜线圈模型作为成像目标,置于稳恒磁场中,同时对其施加正弦脉冲信号,用中心频率为1 MHz的声传感器检测铜线圈在磁声耦合作用下产生的声信号,在不同位置、不同角度检测产生的声信号并进行分析处理。实验结果表明,超声传感器采集的声信号能对应铜环线圈位置,在此基础上进一步完善实验方法,以磁声耦合的方式实现进一步的成像研究。

基于磁声效应的医学成像方法研究进展

基于磁声效应的电特性成像方法具有无创、高对比度和高空间分辨率等优势,在疾病的早期诊断领域具有应用潜力。介绍了感应式磁声层析成像(MAT-MI)、注入电流式磁声层析成像(MAT-CI)和磁声电层析成像(MAET)3种主要磁声多物理场耦合成像方法的成像原理和应用进展,并对其未来发展前景进行了展望。