三维磁感应磁声成像的新算法研究

磁感应磁声成像技术(MAT-MI)作为一种新型无创的电阻抗成像技术,融合了磁感应技术和超声断层扫描技术,提供了高分辨率的成像结果.本研究提出了一种用于MAT-MI计算电导率分布的新型算法,解决电导率重建过程中的奇异值问题,同时又缩短了重建所需时间,并通过计算机仿真构建的三维环状线圈和乳腺模型,验证了算法的稳定性和可靠性.

基于声换能器特性的磁感应磁声成像正问题分析

目的在考虑声换能器特性的基础上,对磁感应磁声成像的正问题进行研究,并探讨其声源的产生、传播及接收机制。方法参考CT的三维Phantom仿真模型建立磁感应磁声成像正问题的模型,并结合电磁场理论利用有限元软件comsol仿真分析模型内部电导率分布与磁场和磁感应电场的关系,得到模型内部的磁感应电流分布。然后再深入研究声偶极子模型,并检测分析声换能器的特性后,给出相应的仿真声信号检测结果。结果磁感应电流密度在中心位置处为0,在电导率边界处变化较大,声换能器的检测声场分布和声偶极子传播的指向性会极大的影响声换能器接收到的磁声信号的值。结论为磁感应磁声成像实验研究及由声信号重建物体内部的电导率分布提供理论基础。

基于时间反演方法的三维磁感应磁声成像电导率重建

磁感应磁声成像(MAT-MI)是一种融合磁感应技术和超声断层扫描技术的新型生物电阻抗成像方法,兼具电阻抗功能成像和超声技术高空间分辨率的优点。本研究构建三维柱状线圈和二层同心球模型以模拟成像物理环境,借助有限元软件ANSYS分析瞬态电磁场,并根据分析结果,进行MAT-MI正问题声场计算,应用时间反演法进行电导率的重建。仿真结果表明,MAT-MI能够较好重建生物组织的电导率分布。

基于声换能器的磁感应磁声成像声源重建仿真研究

目的探讨声换能器接收特性在磁感应磁声成像技术中的应用,以便准确重建声源图像。方法建立电导率仿体模型,根据声换能器接收特性仿真磁声信号并重建声源。结果重建的声源图像与仿体模型的层析结构形状、尺寸一致。结论考虑声换能器接收特性的磁感应磁声成像为进一步深入研究奠定了基础。

基于声换能器特性的三维磁感应磁声成像重建算法

为了完善磁感应磁声成像算法,使其在真实声检测系统下都适用,研究声换能器特性对磁感应磁声成像重建效果的影响。依据换能器声场分布测量数据,采用插值方法建立真实声换能器三维声场分布模型,利用格林函数法及离散化方法建立磁感应磁声成像正逆问题算法。为了验证该算法,分别采用球扫描和柱扫描方式进行仿真。基于S-L CT仿真模型建立三维仿体电导率模型,用有限元方法对瞬态电磁场进行分析,根据计算的涡流分布结果,使用Matlab进行数值计算。仿真结果表明:该算法可基本重建出原始力源的分布,重建图像的相关系数分别达到98.49%和94.96%,对一般声换能器比较适用。该研究为进一步的实验研究和实验重建的精确性提供理论依据。

磁感应磁声成像的声源产生机制

在电磁场理论的基础上,推导MAT-MI的声源计算公式,模拟物理环境构建三维柱状线圈和二层同心球模型,借助有限元分析软件ANSYS进行时谐电磁场分析,并应用电磁场有限元分析的结果计算二层同心球内部的声激励源分布,通过对声源的分析得出声源与电导率分布的近似关系,该关系式与数学推导的声源与电导率关系式是一致的.仿真结果表明,推导的计算公式能够直接应用电磁场有限元分析的结果,有效地计算MAT-MI的声源分布.

磁感应磁声成像技术原理与研究挑战

磁感应磁声成像技术是一种将电磁场、声场相互耦合进行电导率参数成像的方法,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,是一种新型的组织电特性参数功能成像方法。本文介绍该成像技术的基本原理,对放在一恒强磁场中的生物组织施加脉冲磁场,生物组织中便有感应电流与洛伦兹力产生,于是生物组织发出声波,利用声波即可重建出组织的电导率分布图像。虽然磁感应磁声成像技术的研究取得了一定成绩,但还有许多理论和实验方面的内容亟待解决,仍处于初级研究阶段,同时指出了磁感应磁声成像技术研究面临的诸多挑战。

换能器指向性对磁感应磁声成像伪影的影响

磁感应磁声成像具有超声成像高分辨率和强穿透性、电阻抗成像高对比度的优点,在早期肿瘤诊疗方面有巨大的应用潜力.本文针对电导率边界图像伪影问题,基于换能器接收特性和声偶极辐射原理,对双层偏心球状组织模型进行了磁声信号的仿真,分析了重建图像伪影的产生原因,并研究了换能器指向性与重建图像伪影的关系.结果表明,随着换能器ka的增大,其接收特性接近单指向性,重建图像的伪影逐渐模糊直至消失,证明提高换能器指向性可有效抑制伪影的产生.本研究为磁感应磁声成像中换能器的选择提供参考,也为其图像重建质量的提高提供了技术支持.

磁感应磁声成像结果的影响因素分析

本文以声探测器的不同扫描半径与扫描步进角度重建声源图像,将成像结果进行对比。结果显示声探测器声场的非聚焦区成像效果较好;声探测器的扫描步进角度越大,成像效果越差。结论是声探测器的扫描半径与扫描步进角度对成像结果有一定的影响,结果可以优化磁感应磁声成像实验系统。

基于奇异值分解方法的磁感应磁声断层重建算法

为了提高磁感应磁声成像的成像分辨率,克服低信噪比的磁声信号对磁感应磁声成像重建效果的影响,本研究基于实验系统参数及磁声声源产生传播接收过程,建立了一个磁感应磁声实验系统矩阵,采用截断奇异值分解(TSVD)方法求解了该系统矩阵的特征值及逆矩阵,并将该系统矩阵应用到磁感应磁声成像的正逆问题算法中。为了验证该算法的普适性,建立了一个具有不同形状的电阻抗分布仿体模型,使用Matlab计算数值,得到了三种不同条件下的重建结果。仿真结果证明:该算法在信噪比较高的情况下重建的电导率分布与原始电导率分布基本一致,且能够在信噪比较低的情况下较好的重建电导率分布。该研究为进一步实验研究和实验重建的精确性提供了研究基础。

几种磁场方式电阻抗成像技术的新进展

本文介绍了4种磁场方式的电阻抗成像技术,分别为磁感应电阻抗成像技术、磁感应磁声成像技术、磁共振电阻抗成像技术、磁探测电阻抗成像技术,分析了每种技术的成像原理与研究进展,并指出电阻抗成像技术在临床医学方面具有广阔的应用前景。

磁感应磁声医用成像技术的研究进展

磁感应磁声成像技术是近年来提出的一种新的医用成像技术,其研究价值在于结合电阻抗成像技术和超声成像技术的优点,能获得高对比度和高空间分辨率的图像。近十年来,国内的研究者对磁感应磁声成像的实验原理,实验系统研究,正问题研究,逆问题研究四个方面的研究日臻完善,为MAT-MI技术应用于医学诊断做了大量的实验验证和理论完善工作。