基于连续波的频域磁声耦合成像方法正问题研究.pdf

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1、生物医学工程研究2O15JoumalofBiomedicalEngineeringResearch⋯．-34(1)：。1～6u基于连续波的频域磁声耦合成像方法正问题研究球张顺起，周晓青，殷涛，刘志朋△(中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所，天津300192)摘要：磁声耦合成像常用的时域信号检测方法易受到电磁干扰，限制成像质量。提出频域磁声成像方法，通过锁相放大实现微弱声信号的检测，提高信号检测精度。本研究建立了频域磁声耦合正问题数学模型，基于正弦波激励，对简单电导率边界模型进行了仿真研究和实验验证。仿真研究表明信号频域幅值相位反映了介质声源分布。实验验证了仿真结果，实

2、现了声源幅值锁相检测和空间定位，检测精度达到10Pa，实现了激励电流低于1mA下的声检测。本研究提出的频域磁声耦合成像方法，有利于提高微弱磁声信号检测精度，在低频激励下实现高分辨率成像，对实现磁声耦合成像的介质内部电导率研究具有积极意义。关键词：磁声耦合成像；频域；锁相放大；幅值；相位中图分类号：R318．6文献标识码：A文章编号：1672—6278(2015)01-0001-06ForwardResearchonMagneto——acousticImaginginFrequencyDomainbasedonContinuousWaveZHANGShunqi，ZHoUXiaoq

3、ing，YINTao，LIUZhipeng(InstituteofBiomedicalEngineering，ChineseAcademyofMedicalSciences&PekingUnionMedicalCollege，Tianjin300192，China)Abstract：Thecommontimedomainprocessingmethodinmagneto—acoustictomography(MAT)isdisturbedbythehighfre—qneneystimulatedpulseinspace，whichcanlimittheimagequality．

4、Anew~equencydomainmeasuringandprocessingmethodtode—tecttheweaksignalofMATbyusinglock—intechniquewasintroducedandstudiedinthisproject．Themathematicsmodelwasestab—lished．Thesimpleconductivityedgemodelofsimulationsandexperimentsdetectingbasedonsinusoidalexcitationwereconductedtovalidatethetheor

5、y．Simulatingresultsshowedthattheconductivityinformationwascontainedinthe~equencysignalbasedonthefre—quencydomainMATimagingmethod．Experimentresultswereinaccordwiththesimulatingresults．Also，theprecisionofthe~equen—cymethodcouldachieve10Pa，andthestimulatingcurrentcouldbesmallerthan1mA．Inconclut

6、ion。theproposed~equencyMATmethodmaybehelpfultoimprovethemeasurementprecision，andrealizehigherresolutionbyusinglow~equencyexcitation．Itwouldbesignificativetomeasuretheinnerconductivityofthemedium．Keywords：Magneto—acoustictomography(MAT)；Frequencydomain；Lock—inamplify；Amplitude；Phase像，有助于相关疾病的

7、早期诊断，目前，有多种生1引言物组织电特性功能成像方法的研究已经开展。生物组织电特性是生物组织生理和病理状态的磁声成像是一种新型的生物组织电特性成像技重要表征，对生物组织电特性进行检测和成术，基本原理是对置于稳恒磁场中的介质施加}国家自然科学基金重点项目(51137004)；国家自然科学基金资助项目(81171424)；天津市自然科学青年基金资助项目(13JCQNJCI4000)。△通信作者Email：lzpeng67@163．con2生物医学工程研究第34卷电流激励，电流在磁场中受到洛仑兹