感应式磁声耦合成像脉冲磁场激励源的设计

目的:脉冲磁场激励源是感应式磁声耦合成像系统激发声振动信号的关键部分,为了提高成像质量及成像分辨率,对脉冲磁场激励源进行参数设计及模拟实验验证。方法:选用正弦脉冲作为激励信号,对脉冲磁场放电电路参数进行了仿真设计,通过实验测量磁激励线圈产生的空间磁场信号,验证仿真结果。结果:实验结果表明,利用正弦脉冲对设计制作的线圈进行放电,磁感应强度信号中心频率为0.8MHz,频带宽度为1.2MHz,此参数下成像分辨率理论上可达1.9mm,脉宽达1.27μs。结论:利用设计的脉冲磁场激励源参数,通过功率放大即可实现感应式磁生耦合成像系统的脉冲磁场激励。

频域磁声耦合成像逆问题初步研究

对频域磁声耦合成像方法逆问题进行初步研究,为实现基于频域处理方法的磁声电导率成像打下基础。应用复平面矢量方法,基于声源和频域幅值相位特性,研究频域磁声成像逆问题数学模型和重建方法。对频域磁声信号随声源空间位置和幅度变化特性进行仿真,对简单模型不同声源分布的频域逆问题进行仿真重建。建立多频率下的声源幅值和相位矢量方程组,利用非线性方程组的优化算法求解声源信息。利用铜丝仿体,对矢量求解方法和逆问题声源重建进行实验验证。频域幅值和相位满足复平面声源矢量叠加理论。利用矢量方法,初步实现两个声源样本的声源幅度和位置的重建,成像分辨率小于1 cm,实验的声源重建位置误差小于±0.4 mm。通过对频域磁声成像逆问题的重建研究,为后续进行复杂模型和真实组织的频域磁声重建研究打下基础,对实现高分辨率成像具有重要研究意义。

基于连续波的频域磁声耦合成像方法正问题研究

磁声耦合成像常用的时域信号检测方法易受到电磁干扰,限制成像质量。提出频域磁声成像方法,通过锁相放大实现微弱声信号的检测,提高信号检测精度。本研究建立了频域磁声耦合正问题数学模型,基于正弦波激励,对简单电导率边界模型进行了仿真研究和实验验证。仿真研究表明信号频域幅值相位反映了介质声源分布。实验验证了仿真结果,实现了声源幅值锁相检测和空间定位,检测精度达到10-7Pa,实现了激励电流低于1m A下的声检测。本研究提出的频域磁声耦合成像方法,有利于提高微弱磁声信号检测精度,在低频激励下实现高分辨率成像,对实现磁声耦合成像的介质内部电导率研究具有积极意义。

磁感应磁声耦合成像声信号采集方式对比研究

目的:探讨将换能器阵列应用于磁感应磁声耦合成像技术的可能性,并将成像结果与单个换能器成像结果对比。方法:建立电导率中心对称和非中心对称组织模型,分别进行单个换能器和换能器阵列采集声信号,并重建声源分布图像。结果:对于无论是中心对称组织模型还是非中心对称组织模型,换能器阵列重建的结果均优于单个声换能器重建的结果,换能器阵列采集声信号的适应性比较好。结论:换能器阵列更适用于各种形状组织模型,具有一定的临床应用价值。

频域磁声耦合成像实验系统研究

目的:研究设计频域磁声耦合成像系统,以实现组织样本的电导率成像。方法:采用连续波正弦信号激励产生磁声信号,利用锁相放大器进行磁声信号的频域幅值和相位的检测,设计基于虚拟仪器的磁声成像实验系统控制程序,进行金属模型的磁声信号实验验证。结果:设计的频域磁声成像实验系统信号幅值检测精度明显提高,达到10-7Pa,实现了磁声信号声源的空间定位,定位精度达到mm级。结论:设计的频域磁声耦合成像系统实现了低频激励下高分辨率声源定位,对于磁声耦合声源理论的研究以及提高磁声成像的精度具有重要意义。

组织电导率性质对磁感应磁声耦合成像声源强度的影响

针对部分生物组织电导率分布具有各向异性的特点,对磁感应磁声耦合成像的声源强度特征进行理论分析,推导不同电导率性质的声源强度公式,并运用COMSOL Multiphysics5.5建立生物组织电导率模型,进行电磁场仿真分析求解,用Matlab 2016a计算其振动声源。结果证明,在同样磁场激励条件下,电导率各向同性和各向异性的声源分布都能反映生物组织的层析结构,但其强度不同。本研究为磁感应磁声耦合成像逆问题声源的精确重建提供了理论基础。

电流注入式磁声耦合成像研究综述

电流注入式磁声耦合成像技术是一种新型的生物组织电导率参数检测方法,具有电阻抗成像技术高对比度和超声成像技术高分辨率的优点。本文对MAT-CI技术进行了详细阐述,并对该成像技术的研究方向进行了展望。