注入電流式磁聲耦合成像實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、長(zhǎng)期以來(lái)，生物組織電特性研究引起了多個(gè)領(lǐng)域?qū)＜业膹V泛關(guān)注。研究顯示，不僅生物組織電特性差異大，且組織和器官的電特性隨其功能狀態(tài)而改變，故組織電特性成像可反映人體生理、病理狀態(tài)及其變化。利用無(wú)損技術(shù)檢測(cè)生物組織的電特性對(duì)臨床診斷，尤其是癌癥的早期診斷具有重要意義。
　　 注入式磁聲耦合成像是對(duì)組織電特性無(wú)損檢測(cè)的一種方法，其原理為將被測(cè)生物組織置于穩(wěn)恒磁場(chǎng)中，并對(duì)其施加脈沖電場(chǎng)，組織內(nèi)的離子在正交的磁場(chǎng)和電場(chǎng)作用下將受到洛倫茲力作

2、用，力致振動(dòng)發(fā)射聲波，在組織周圍放置聲傳感器檢測(cè)聲響應(yīng)信號(hào)即可了解組織內(nèi)部的電特性信息。
　　 本文旨在對(duì)注入式磁聲耦合成像進(jìn)行簡(jiǎn)單模型仿真和實(shí)驗(yàn)研究。在仿真研究中分別建立了圓形環(huán)、同心圓環(huán)、有孔圓片模型，借助有限元分析軟件仿真模型中施加于其上的電流密度分布，并計(jì)算求得聲振動(dòng)源分布及空間聲場(chǎng)分布。
　　 實(shí)驗(yàn)研究中，本文首先對(duì)不同激勵(lì)脈沖作用下產(chǎn)生的磁聲信號(hào)進(jìn)行研究，選定正弦脈沖信號(hào)為實(shí)驗(yàn)研究的激勵(lì)信號(hào)。當(dāng)探頭在某一位置

3、沿不同角度采集磁聲信號(hào)時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度存在差異，探頭旋轉(zhuǎn)一定角度后信號(hào)較為微弱。對(duì)不同形狀模型下產(chǎn)生的聲信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和分析，證明了磁聲耦合效應(yīng)用于組織電特性成像的可行性。選用電特性與生物組織接近的凝膠作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，產(chǎn)生的聲信號(hào)較為微弱但可反映出樣本邊界信息。聲信號(hào)采集實(shí)驗(yàn)中信號(hào)頻段為1MHz量級(jí)，能有效避免外界低頻噪聲干擾，信號(hào)的信噪比較高。在成像實(shí)驗(yàn)研究中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)探頭和沿圓周運(yùn)動(dòng)掃描樣本采集數(shù)據(jù)，用直接反投影方法重建圖像可以反映出樣本的