一种阻抗成像方法，其特征在于首先用电磁辐射测量仪测量得到感应激励线圈在无成像目标时成像区域的磁场及电场分布，作为系统参数存储；在成像过程中，磁共振成像系统的成像序列通过磁共振谱仪系统控制感应激励线圈的电流通断，在进行磁共振成像的相位编码时施加激励磁场，由于电磁感应现象及成像目标中各部分的电磁特性的差异，成像目标中各部分的磁场便产生了差异，这些差异通过相位编码反映在磁共振图像的相位上，与不施加激励磁场时获得的磁共振信号比较，得到两种情况下磁共振信号的相位差异，根据这个相位的差异由方程ΔΦ＝γＢＴＣ可以得到在激励磁场作用下成像目标中的磁场分布Ｈ（ｒ），进而重建成像目标的阻抗分布图像。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种医学成像方法，特别涉及一种利用磁共振成像技术和磁感应原理的阻抗成像方法及装置。
技术介绍
磁感应断层成像(简称MIT)是基于不同的生物组织具有不同的电导率、介电常数等电磁特性这一基本原理的一种成像方法。如图1所示，当生物组织被置于由激励线圈1所产生的激励磁场B中时，在其中便感应出不同的涡流，这时由接受线圈2感应到的存在生物组织时的磁场BR和不存在生物组织时的磁场B与组织的电导率和介电常数的关系为BR-BB∝ω(ωϵ0ϵr-jσ)]]>这里，ω为激励磁场的角频率，ε0为真空的介电常数，εr为相对介电常数，j=-1,]]>σ为电导率。通过测量得到BR和B，根据相应的重建算法就可以重建组织的阻抗分布图像。这种成像方法存在的问题是(1)测量由成像目标内部的感应电流所产生的扰动场是非常困难的。由于检测线圈放在成像目标的周围，因此对于成像目标内部的感应电流产生的扰动场是不敏感的，因此该检测线圈检测到的数据在很大程度上反应的是成像目标表面感应电流产生的扰动场；(2)这种成像方法的重建算法通常采用类似CT成像中的反投影算法，这种近似是非常不精确的；(3)在成像目标周围放置的检测线圈数目是有限的，因此其分辨率的提高也受到很大的限制。利用磁共振成像技术可以检测成像目标中磁场的分布，其基本原理是施加在成像物体上的电流(稳恒电流或射频电流)产生的与主磁场平行的磁场分量将影响磁共振图像的相位，这种相位差异被相位编码捕获。其检测方法是在一个标准的自旋回波序列中施加一个双极性电流脉冲，这时施加的电流脉冲产生的平行于主磁场方向的磁通密度就被编码在磁共振图像的相位上，此时得到磁共振复图像为 McB(x，y)＝MB(x，y)exp这里，MB(x，y)为横向磁化矢量，φC是系统本身的固有相位，γ为旋磁比，Bz为激励线圈在组织中产生磁场的沿主磁场方向的分量，TC为激励磁场施加时间。同时对于没有激励磁场的情况有Mc(x，y)＝M(x，y)exp(jφc)则由激励电流的感应场所引起的磁共振图像的相位变化为φ(x，y)＝γBz(x，y)Tc比较两次成像过程所得到的图像的相位，就可以得到两次成像的相位变化φ(x，y)，从而就可以从上式中可以求出Bz(x，y)。将成像目标旋转，可以得到另外两个方向上的磁场分布Bx(y，z)，By(x，z)，从而得到激励场在成像目标中分布B(x，y)。再由麦克斯韦方程μJρ=▿×Bρ]]>可以得到成像目标中的电流密度分布。这种方法测量电流密度的分辨率可以达到1μA/mm2。这种利用磁共振成像方法测量磁场分布，进而得到电流密度分布的方法被称为磁共振电流密度成像，简称MRCDI。基于这种利用磁共振成像技术测量成像目标中的电流密度分布的方法，专利号为US6,397,095 B1一项美国专利提出了一种MRCDI技术结合阻抗断层成像(EIT)技术的磁共振阻抗断层(MR-EIT)成像方法，成像目标放置在由磁共振成像磁体产生的强磁场B0中，电缆被固定在成像目标上，并与电流源和电压测量设备连接，用来向成像目标中注入电流和测量成像目标的表面电压。显示设备用来显示获得的图像，磁共振成像系统用来控制磁共振成像序列。这样，利用测得的表面电压和成像目标内部的电流密度分布，应用等电位线反投影方法重建成像目标的阻抗分布图像。这种采用注入电流的方法存在一些问题，主要是(1)在成像目标表面放置的电极存在接触阻抗，因此，电极的摆放情况在很大程度上影响到阻抗分布图像；(2)如果成像目标内存在电流屏蔽，例如人脑部中的颅骨，则注入电流就很难通过，从而影响成像效果。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是(1)、克服MR-EIT的电极与成像目标的接触而导致的接触阻抗及摆放位置对成像目标阻抗分布图像的影响，以及避免出现类似绝缘体的组织产生的注入电流难以穿过的问题；(2)、克服MIT的由场分布求解阻抗分布这一逆问题的病态性以及解决成像分辨率的问题，为此本专利技术提出一种MRCDI技术和磁感应原理相结合的实现生物组织的阻抗成像方法及其设备。本专利技术的技术解决方案是一种磁共振磁感应阻抗成像方法，其特点在于它利用感应激励线圈产生交变场，根据电磁感应原理在成像目标中产生感应电流，采用磁共振成像技术测量成像目标中的磁场分布。上述方法的原理是首先用电磁辐射测量仪测量得到感应激励线圈在无成像目标时成像区域的磁场及电场分布，作为系统参数存储。在成像过程中，磁共振成像系统的成像序列通过谱仪系统控制感应激励线圈的电流通断，在进行磁共振成像的相位编码时施加激励磁场，由于电磁感应现象及成像目标中各部分的电磁特性的差异，成像目标中各部分的磁场便产生了差异，这些差异通过相位编码反映在磁共振图像的相位上，与不施加激励磁场时获得的磁共振信号比较，得到两种情况下磁共振信号的相位差异，根据这个相位的差异由方程ΔΦ＝γBTC可以得到在激励磁场作用下成像目标中的磁场分布H(r)，进而重建成像目标的阻抗分布图像。重建原理描述如下设激励线圈激发的时谐电磁波的角频率是ω，电磁场满足麦克斯韦方程组×E＝iωμH (1)×H＝Js+σ*E (2)其中σ为电导率，ε为介电常数，μ为磁导率，σ*＝σ-iωε为复介电常数，E为电场强度，H为磁场强度，Js为激励源电流密度，将(1)式两端求旋度，并将(2)式代入(1)式有××E-iωμσ*E＝iωμJs(3)将(3)式两端减去iωμσb*E，并整理可得××E-iωμσbE＝iωμJs+iωμΔσ*E(4)其中Δσ*=σ*-σb*]]>并矢电格林函数满足的方程为 ××Ge-iωμσbGe＝Iδ(r-r′) (6)其中Ge(r,r′)=g(r,r′)]]>g(r,r′)=e-k|r-r′|4π|r-r′|]]>K2=iωμσb*]]>则有E=Eb+iωμ∫VGe(r,r′)Δσ*E(r′)dr′---(7)]]>对(7)式两边求旋度，并考虑(1)式，有H=Hb+∫VGh(r,r′)Δσ*E(r′)dr′---(8)]]>Gh(r，r′)＝×Ge(r，r′)令J(r)＝Δσ*E(r) (9)将(9)代入(7)和(8)，可得如下方程E(r)=Eb(r)+iωμ∫VGe(r,r&am本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王慧贤，刘国强，杨文晖，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：
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