[發明專利]一種磁熱聲成像的電阻率重建方法

在審

• 申請號: 201410771496.2
• 申請日: 2014-12-14
• 公開（公告）號: CN104434100A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 劉國強;夏慧;夏正武;李士強;楊延菊;劉宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: A61B5/053
• 分類號: A61B5/053;A61B8/08
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

1.一種磁熱聲成像的電阻率重建方法，其特征在于：磁熱聲成像的電阻率重建方法包括以下步驟：

第一步：獲取磁熱聲信號

首先通過激勵線圈(2)對導電物體(3)施加MHz電流激勵，導電物體(3)由于感應電流的作用產生焦耳熱，進而產生熱聲信號；所述的熱聲信號通過耦合劑耦合到超聲換能器(4)內；超聲換能器(4)接收到超聲信號后通過超聲信號處理、采集子系統進行前置放大、濾波、二級放大等處理后，進行存儲；

第二步：獲取熱聲源分布

已知磁熱聲成像的聲壓波動方程：

▿2p(r,t)-1cs2∂2∂t2p(r,t)=-βCPS(r)δ′(t)---(1)]]>

其中，r為熱聲源位置坐標，p(r,t)是聲壓，c_s為熱聲源在介質中的傳播聲速，C_P為導電物體(3)的比熱容，β為導電物體(3)的熱膨脹系數，δ(t)是狄拉克函數，t為時間相，S(r)為熱聲源分布；

對方程(1)進行解方程，首先選取導電物體的某一斷層面z＝z₀，斷層面z＝z₀上利用方程(1)，解方程(1)獲取熱聲源S(x,y,z₀)；導電物體(3)上的熱聲源S(x,y,z)通過斷層數據S(x,y,z₀)在z方向的插值得到，或者分層計算得到；

熱聲源分布同時是電阻率和電流密度的函數，因此熱聲源表示為：

S＝ρJ²＝ρJ·J???(2)

其中，S為熱聲源分布，ρ為導電物體(3)的電阻率，J為導電物體(3)內電流密度分布；

第三步：獲取矢量電位的空間分量T

考慮電流連續性定理引入矢量電位，有：

J=▿×T---(3)]]>

其中，T為矢量電位空間分量，為矢量電位空間分量的旋度，為哈密度算符；

考慮歐姆定律J＝σE，有：

▿×ρ▿×T=-B1---(4)]]>

其中，ρ為導電物體(3)的電阻率，B₁為磁感應強度，由式(3)代入式(2)，得：

ρ=S▿×T·▿×T---(5)]]>

將式(5)代入式(4)，有

▿×(S▿×T·▿×T▿×T)=-B1---(6)]]>

將S(x,y,z)代入公式(6)后，結合電絕緣邊界條件，對公式(6)進行非線性有限元法求解，即可重建得到矢量電位的空間分量T；

第四步：獲取電導率

將矢量電位的空間分量T代入公式(5)，即可重建電阻率ρ。