[發明專利]諧振式磁感應生物電阻抗斷層成像方法及其所采用的設備

無效

• 申請號: 200910010600.5
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN101822541A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 柯麗;杜強
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: A61B5/05
• 分類號: A61B5/05
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 郭元藝

技術領域

本發明屬生物電阻抗成像領域，尤其涉及諧振式磁感應電阻抗測量，以及非線性圖像重建的生物組織電阻抗斷層成像方法及所采用的設備。

背景技術

由于組織中細胞構成的種類、細胞排列的方式(如疏密程度)、細胞間質中電解質濃度以及細胞膜穿透性強弱等的不同，使得不同的生物組織、不同狀態下的同一組織都呈現不同的電阻抗特性。生物電阻抗成像除了能實現類似于X射線成像、計算機斷層掃描成像(CT)、核磁共振成像(MRI)、超聲波成像等的功能外，還可以得到反映生物組織生理狀態變化的圖像，這在研究人體生理功能和疾病診斷方面具有重要的臨床價值。

磁感應成像技術根據渦流檢測原理，獲取組織電阻(電導)率分布的成像，是醫學領域的新的方法。磁感應電阻抗成像的原理是：給激勵線圈通入交流電流，交流電流產生交變磁場。交變磁場在被測生物體組織中感應渦流，此渦流電場將在被測物周圍空間產生極弱的二次磁場，其強弱與生物體組織中電導率的分布直接相關。所以，只要測出空間的二次磁場，再根據渦流密度與電導率的電磁關系，就能推導出生物體組織中電導率的分布情況。

目前的磁感應成像技術均采用激勵線圈與檢測線圈一致的設計方案，這種結構不能同時滿足產生較強激勵磁場，以及檢測線圈高靈敏度的要求，同時由于激勵線圈和檢測線圈參數相同而增大了線圈之間的串擾，影響了成像結果。因此研究一種有效的磁感應信號檢測和重建方法對生物電阻抗成像有重要意義。

發明內容

本發明旨在克服現有技術的不足之處而提供一種靈敏度高，成像效果理想，可用于生物電阻抗剖面分布及成像分析，還可用于生物體的床旁監護，為相關疾病的檢測提供有效無損檢測手段的諧振式磁感應生物電阻抗斷層成像方法。

另外，本發明還提供一種與上述方法相配套的諧振式磁感應生物電阻抗斷層成像設備。

為達到上述目的，本發明諧振式磁感應生物電阻抗斷層成像方法是這樣實現的：

一種諧振式磁感應生物電阻抗斷層成像方法，采用多通道諧振信號檢測，通過信號處理、重建，以實現生物組織電阻抗的斷層成像，其具體步驟包括：

(1)將被測物置于激勵磁場中；

(2)檢測由被測物產生的擾動磁場；

(3)進行非線性數據處理及圖像重建。

作為一種優選方案，本發明所述步驟(1)中采用通入正弦交流電的激勵線圈產生激勵磁場；所述激勵線圈采用中間加入磁軛的單層線圈；所述步驟(2)中以置于所述激勵磁場中的檢測線圈為采集端子實現對擾動磁場的檢測；所述步驟(3)利用檢測線圈所得信號幅值和相位實現圖像重建。

作為另一種優選方案，本發明所述檢測線圈可采用2m+1個，其中m為自然數；所述檢測線圈與激勵線圈相對應，且以半圓型方式非均勻排列；所述步驟(1)中可在激勵線圈上施加與檢測線圈諧振頻率同頻的正弦電流以產生激勵磁場。

進一步地，本發明所述步驟(2)中，旋轉被測物以采集多組數據。

更進一步地，本發明旋轉被測物采集多組數據包括如下步驟：

(A)在成像區域內沒有被測物情況下，采集一組數據(Data0)；

(B)將被測物放入成像區域，采集第一組數據(Data1)；

(C)旋轉被測物，每隔一定角度采集數據組(Data2～Datan)，直至轉過一周；

(D)利用步驟(A)中的數據(Data0)對步驟(B)中的第一組數據(Data1)及步驟(C)中的數據組(Data2～Datan)進行校正。

作為優選方案，本發明上述步驟(3)中非線性數據處理及圖像重建包括：

(a)對步驟(D)獲得的校正后數據進行補償處理，補全圓周上沒有檢測線圈的位置的數據；

(b)對補償后數據進行插值處理；

(c)設計非線性反投影路線；

(d)對補償和插值后數據進行濾波反投影重建。

作為優選方案，本發明可通過檢測線圈獲得感應電動勢的幅值，采用在成像區域內沒有被測物情況下的空場測量與目標測量相減的校正方法進行測量。

與上述方法相配套的諧振式磁感應生物電阻抗斷層成像設備，它包括激勵部分、被測物承載平臺、檢測部分；所述激勵部分包括激勵源及激勵線圈；所述激勵源的輸出端接激勵線圈的輸入端；所述檢測部分包括檢測線圈及信號處理模塊；所述激勵部分的激勵線圈及檢測部分的檢測線圈置于被測物承載平臺之上；所述檢測線圈的輸出端接信號處理模塊的輸入端。