一种磁感应断层成像实时检测系统技术方案

本发明专利技术提出一种磁感应断层成像实时检测系统，包括：传感器模块、信号发生模块、控制模块、无线传输模块和图像重建及信息提取模块，传感器模块由多个具有相同参数的柔性传感器构成一组，通过信号发生模块、控制模块、无线传输模块获得磁感应断层成像相同的测量数据，并进行循环激励、循环检测，图像重建及信息提取模块用于实现断层内的电阻抗图像重建，该系统更便携、成本更低、操作更简单，同时能实现病后的实时检测，能很好地弥补CT、MRI等大型仪器在基层医疗机构的应用空缺，辅助基层医生对诸如癌变、肿瘤、脑出血等组织病理变化的检测，对疾病进行初筛，或对生物体生理活动及相关疾病的动态监测。动态监测。动态监测。

【技术实现步骤摘要】
一种磁感应断层成像实时检测系统


[0001]本专利技术涉及磁感应断层成像
，较为具体的，涉及一种磁感应断层成像实时检测系统。

技术介绍

[0002]磁感应断层成像(Magnetic Induction Tomography,MIT)技术是一种新兴的无损检测技术，基于电磁检测原理对被测物体的被动电磁特性(即电导率、磁导率和介电常数)进行成像的功能性成像技术。MIT技术具有非接触、穿透性好、安全无创、低成本、便携、无需耦合剂、持续监测，无辐射等特点，在工业过程监测、生物医学检测等领域有着广阔的发展前景。
[0003]电阻抗断层成像是一种不同于传统的CT、MRI等的医学成像方法，它通过一组贴附在被测对象(如人体)某一断层表面的电极注入电流/电压然后测量响应电压/电流，应用成像算法重建电极所在断层内部的电阻抗分布图像。
[0004]磁感应断层成像是一种非接触式的电阻抗断层成像方法，它通过与被测对象不接触的线圈施加交变电流激励，并测量感应涡流所引起的磁场变化，经成像算法重建线圈所处断层内部的电阻抗分布图像。与电阻抗断层成像相比，磁感应断层成像同样是为了获得被测对象某一断层内的电阻抗分布，但是采用了非接触的传感器
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线圈，因而在应用上更为便捷。
[0005]MIT系统的硬件设计的一个技术挑战涉及移除所述线圈装置与要成像的目标之间的相对运动造成的伪像。在医疗应用中，大多数组织具有低的电导率并且因而给出小的电子信号，例如，由于次级磁场而引起的感测的磁场中的相位变化非常小，通常在毫度数量级并且因而难于检测。另一方面，对于诸如长期患者监测之类的医疗应用而言，保持要监测的目标固定不动是不可能的。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，为了解决现有的磁感应断层成像精度低，操作不方便的问题,本专利技术提出一种磁感应断层成像实时检测系统，包括：传感器模块、信号发生模块、控制模块、无线传输模块和图像重建及信息提取模块，传感器模块由多个具有相同参数的柔性传感器构成一组，柔性传感器采用阵列的方式包绕检测区域某一断层的全部外周或者以中心等间隔方式包绕检测区域某一断层的部分外周，柔性传感器数量和阵列方式可根据实际检测的人体部位进行选择，任意一个线圈既可以作激励线圈又可以作测量线圈，依次选择某一个线圈作激励线圈，其余线圈为测量进行涡流感应信号检测，然后遍历所有线圈作激励线圈，通过信号发生模块、控制模块、无线传输模块获得磁感应断层成像相同的测量数据，并进行循环激励、循环检测，图像重建及信息提取模块用于实现断层内的电阻抗图像重建，该系统更便携、成本更低、操作更简单，同时能实现病后的实时检测，能很好地弥补CT、MRI等大型仪器在基层医疗机构的应用空缺，辅助基层医生对诸如癌变、肿瘤、脑出血等组织病理变化的检
测，对疾病进行初筛，或对生物体生理活动及相关疾病的动态监测。
[0007]一种磁感应断层成像实时检测系统，包括：传感器模块、信号发生模块、控制模块、无线传输模块和图像重建及信息提取模块，其特征在于：传感器模块包围检测区域，所述传感器模块的输出端连接无线传输模块的输入端，所述无线传输模块的输出端连接图像重建及信息提取模块的输入端，所述传感器模块的输入端连接信号发生模块的输出端，所述信号发生模块与控制模块双向连接。
[0008]进一步的，传感器模块的输入端与输出端分别连接一个多路复用器，多路复用器采用通道切换模块，是一种16路高性能CMOS模拟多路复用器，实现激励通道和检测信号通道的切换；多路复用器能够高效地在一条线路上混传话音/传真、数据，从而降低了网络通信成本，可以为企业节省系统运行费用。
[0009]进一步的，控制模块的输出端与每个多路复用器的输入端分别连接，与传感器模块的输入端连接的多路复用器的输入端还连接有信号发生模块，与传感器模块的输出端连接的多路复用器的输出端连接有无线传输模块。
[0010]进一步的，图像重建及信息提取模块为PC上位机，PC上位机设有USB数据接口和API接口。
[0011]进一步的，控制模块为现场可编程门阵列的控制器。
[0012]进一步的，信号发生模块包括信号发生器、第一低通滤波器、第一运算放大器，信号发生器的输入端与控制模块双向连接，信号发生器的输出端与第一低通滤波器的输入端连接，第一低通滤波器的输出端与第一运算放大器的输入端连接，第一运算放大器的输出端连接多数复用器的输入端，信号发生模块的主要功能是生成指定频率的正弦激励信号。FPGA与信号发生模块之间采用串行外围接口(SPI)进行连接；信号发生器为DDS信号发生器，DDS信号发生器是一种频率合成技术，具有频率分辨率和相位分辨率好、频率切换时间短、抗干扰能力强、功耗低等优点，能产生一系列随时间变化的数字信号，然后通过模数转换为模拟信号：利用低通滤波器对信号进行放大滤波，考虑到激励信号的低频特性，为避免受高频信号的干扰；再由电流反馈运算放大器放大，提高输出功率，还能随时调整输出信号的频率。
[0013]进一步的，传感器模块为柔性传感器模块，传感器模块作为MIT系统的核心，用于实现对检测信号的调理和解调，将柔性材料作为传感器的基底制备所需的电磁传感器，具有良好的柔韧性、延展性、甚至可自由弯曲和折叠，而且结构形式灵活多样，可根据人体的具体情况任意布置，能够非常方便地对各类复杂情况进行检测；由于检测传感器中的磁感应信号较弱，可能含有高频噪声，因此先由信号调理电路对检测到的信号进行放大和滤波。为避免接地端引入的噪声，将检测到的信号以差分信号的形式进行条件处理。与单端信号相比，差分信号对共模干扰具有较强的鲁棒性，对外界电磁干扰具有较高的抗干扰能力，能有效地降低系统噪声和系统电容耦合。
[0014]进一步的，传感器模块包括柔性传感器、第二低通滤波器和第二运算放大器，所述柔性传感器的输入端连接信号发生模块或者多路复用器的输出端，所述柔性传感器的输出端连接第二低通滤波器的输入端，所述第二低通滤波器的输出端连接第二运算放大器的输入端，所述第二运算放大器的输出端连接无线传输模块的输入端。
[0015]进一步的，第二运算放大器与无线传输模块之间还连接有A/D转换器。
[0016]进一步的，柔性传感器采用阵列的方式包绕检测区域某一断层的全部外周或者以中心等间隔方式包绕检测区域某一断层的部分外周，柔性传感器数量和阵列方式可根据实际检测的人体部位进行选择，其中1个为激励，其余传感器为检测，循环激励、循环检测。
[0017]本专利技术的有益效果为：本专利技术提出一种磁感应断层成像实时检测系统，包括：传感器模块、信号发生模块、控制模块、无线传输模块和图像重建及信息提取模块，传感器模块由多个具有相同参数的柔性传感器构成一组，柔性传感器采用阵列的方式包绕检测区域某一断层的全部外周或者以中心等间隔方式包绕检测区域某一断层的部分外周，柔性传感器数量和阵列方式可根据实际检测的人体部位进行选择，任意一个线圈既可以作激励线圈又可以作测量线圈，依次选择某一个线圈作激励线圈，其余线圈为测量进行涡流感应信号检测，然后遍历本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁感应断层成像实时检测系统，包括：传感器模块、信号发生模块、控制模块、无线传输模块和图像重建及信息提取模块，其特征在于：传感器模块包围检测区域，所述传感器模块的输出端连接无线传输模块的输入端，所述无线传输模块的输出端连接图像重建及信息提取模块的输入端，所述传感器模块的输入端连接信号发生模块的输出端，所述信号发生模块与控制模块双向连接。2.如权利要求1所述的磁感应断层成像实时检测系统，其特征在于：传感器模块的输入端与输出端分别连接一个多路复用器。3.如权利要求1所述的磁感应断层成像实时检测系统，其特征在于：控制模块的输出端与每个多路复用器的输入端分别连接，与传感器模块的输入端连接的多路复用器的输入端还连接有信号发生模块，与传感器模块的输出端连接的多路复用器的输出端连接有无线传输模块。4.如权利要求1所述的磁感应断层成像实时检测系统，其特征在于：图像重建及信息提取模块为PC上位机，PC上位机设有USB数据接口和API接口。5.如权利要求1所述的磁感应断层成像实时检测系统，其特征在于：控制模块为现场可编程门阵列的控制器。6.如权利要求1所述的磁感应断层成像实时检测系统，其特征在于：信号发生模块包括信号发生器、第一低通滤波器...

【专利技术属性】
技术研发人员：何国忠，叶波，
申请(专利权)人：立本医疗科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：