一种针对磁声磁粒子浓度成像的矩阵式线圈设计方法技术

技术编号:26844088 阅读:34 留言:0更新日期:2020-12-25 13:04
本发明专利技术公开了一种针对磁声磁粒子浓度成像(MACT‑MI)的矩阵式线圈设计方法,MACT‑MI是最近提出的一种基于磁性纳米粒子(MNPs)浓度的成像方法,具有非侵入式、高分辨率和能对MNPs进行定量估计的优点。目前MACT‑MI采用的梯度磁场激励单元是麦克斯韦线圈,为进一步降低激励电流、简化散热条件,本发明专利技术公开了一种针对MACT‑MI的矩阵式线圈设计方法,将梯度磁场激励单元改为矩阵式线圈。首先根据成像区域设定线圈参数;其次根据成像所需的磁场梯度,设定成像区域的梯度值;最后运用改进的天牛须智能仿生寻优算法,计算功耗最小时矩阵式线圈上的电流值。本发明专利技术采用上述方法,设计了专用于MACT‑MI的矩阵式线圈,可为MACT‑MI系统的设计以及进一步地实验乃至临床应用奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
一种针对磁声磁粒子浓度成像的矩阵式线圈设计方法
本专利技术属于医学成像
,尤其涉及一种磁声磁粒子浓度成像装置中梯度磁场激励单元的设计。
技术介绍
近年来MNPs已经越来越多地应用于生物医学、临床诊断和治疗的相关研究中,例如肿瘤磁热疗、干细胞标记、基因递送、药物靶向治疗、疾病诊断等,具有良好的应用发展前景,但磁粒子成像技术通过感应线圈测量感应电压,激励磁场会直接耦合到测量线圈中,所产生的直接馈通干扰将降低图像的空间分辨率和测量的灵敏度,而电磁场与声场结合的磁声多物理场成像研究正是考虑到了超声检测技术的高分辨率、高灵敏度特性以及磁场、声场良好的耦合效果,其优良的物理效果使磁声多物理场成像成为现今研究的热点。史晓玉等人于2020年提出了基于朗之万理论的磁声磁粒子浓度成像方法,对不同浓度、不同维数的二维平面模型进行了图像重建,天然克服了驱动线圈和检测线圈之间的电磁干扰问题,融合了电磁技术、超声技术的优势,兼具无创、对比度好、灵敏度高以及空间分辨率高等优点。中国专利技术专利CN201911067260.X2公开了一种磁声磁粒子浓度成像装置,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对磁声磁粒子浓度成像的矩阵式线圈设计方法其特征在于:采用矩阵式线圈(4)作为磁声磁粒子浓度成像的梯度磁场激励单元;矩阵式线圈(4)由功率放大器(3)驱动,即矩阵式线圈的输入端(4)电性连接到功率放大器(3)的输出端;功率放大器(3)的输入端电性连接到脉冲信号发生器(2)的输出端,而脉冲信号发生器(2)的每一路输入与智能控制器FPGA(1)的每一路输出电性连接,由智能控制器FPGA(1)产生的同步触发信号进行控制;智能控制器FPGA(1)输出的每一路信号对应一层线圈的电流参数,控制每个功率放大器(3)的电流输出,实现对各层线圈的电流调节,进而改变矩阵式线圈产生的磁场空间分布,在成像区域...

【技术特征摘要】
1.一种针对磁声磁粒子浓度成像的矩阵式线圈设计方法其特征在于:采用矩阵式线圈(4)作为磁声磁粒子浓度成像的梯度磁场激励单元;矩阵式线圈(4)由功率放大器(3)驱动,即矩阵式线圈的输入端(4)电性连接到功率放大器(3)的输出端;功率放大器(3)的输入端电性连接到脉冲信号发生器(2)的输出端,而脉冲信号发生器(2)的每一路输入与智能控制器FPGA(1)的每一路输出电性连接,由智能控制器FPGA(1)产生的同步触发信号进行控制;智能控制器FPGA(1)输出的每一路信号对应一层线圈的电流参数,控制每个功率放大器(3)的电流输出,实现对各层线圈的电流调节,进而改变矩阵式线圈产生的磁场空间分布,在成像区域产生成像所需的梯度磁场;矩阵式线圈(4)产生的磁场会使MNPs(6)发生磁化,磁化后的MNPs(6)会在梯度磁场的作用下发生振动进而产生超声波,MNPs(6)在生物组织(5)中分布的浓度不同导致所受磁力不同,进而导致所产生的超声信号不同;超声换能器(7)可以检测到MNPs(6)产生的超声信号,运用时间反转法以及有限差分法对采集到的超声信号数据进行处理,即可重构出MNPs(6)的浓度分布图像,实现磁声磁粒子浓度成像。


2.根据权利要求1所述的磁声磁粒子浓度成像的矩阵式线圈设计方法,其特征在于:将磁声磁粒子浓度成像装置中的梯度磁场激励单元由麦克斯韦线圈改为74个材质相同的圆形线圈。


3.根据权利要求1所述的磁声磁粒子浓度成像的矩阵式线圈设计方法,其特征在于:将74个圆形线圈均分为上下两组,且每组线圈同面布置。


4.根据权利要求1所述的磁声磁粒子浓度成像的矩阵式线圈设计方法,其特征在于:两组线圈相距...

【专利技术属性】
技术研发人员:闫孝姮李政兴陈伟华刘宗旺林晓雪
申请(专利权)人:辽宁工程技术大学
类型:发明
国别省市:辽宁;21

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