生物组织磁聚焦电导率成像系统硬件实现与反演算法

【摘要】： 现有医学影像设备都有各自的缺点和局限性。比如利用超声波显像仪检查有身体部位限制、检查结果与操作者技术有关;核医学影像仪(PET等)分辨率较其它设备低,而且需要注入放射学药物。核磁共振仪(MRI)能够得到功能图像,但是其运行成本和检查费用高。 新兴的电阻抗成像和磁感应断层成像由于分辨率低、成像时间长而至今未能真正应用于临床。 生物组织磁聚焦电导率成像是本文提出的医学影像学技术新概念。它利用生物组织的电导率进行成像,不仅能够获得生物组织的在病灶形成后的解剖结构图像,而且能够获得生物组织在病灶形成前的功能变化图像。因为生物组织在病灶形成以前的生理变化和病理变化过程中,组织的功能已经发生了变化,其电导率也随着变化。磁聚焦电导率成像为病症的早期诊断提供了良好的技术,是一种无创、廉价、小型化、不需要特殊工作条件的功能成像新技术。 论文探讨了生物组织磁聚焦电导率成像技术的背景、成像机理、硬件实现与电导率反演算法设计。论文的主要内容和创新点如下: 1.论文首次提出了生物组织磁聚焦电导率成像的概念。它的基本思想是利用聚焦磁场激励生物组织,使磁场集中在生物组织较小的感兴趣区域,提高对生物组织检测的区域定位精度,以有助于提高成像空间分辨率,提高检测信号信噪比。同时减小计算区域,有助于缩短反演计算时间。 磁聚焦电导率成像系统的工作原理是,多频信号源的正弦波通过激励线圈输出,形成聚焦磁场激励被测生物组织,作为导电媒质的生物组织由于电磁感应而产生涡流,涡流形成带有生物组织电导率信息的二次磁场耦合到作为信号