基于无场线电子扫描开放式磁粒子成像系统设计

作     者：白石 杨辉 邹宇琪 张秦阳 李天舒 Bai Shi;Yang Hui;Zou Yuqi;Zhang Qinyang;Li Tianshu

作者机构：沈阳工业大学大学信息科学与工程学院沈阳110870 

基　　金：国家自然科学基金(62001313) 辽宁省自然科学基金(2020-MS-211) 辽宁省教育厅科研项目(LJKZ0133) 沈阳市科技计划公共卫生研发专项(22-321-32-09)资助 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2023年第44卷第5期

页      码：204-213页

摘      要：磁粒子成像是一种全新的人体内动态靶向影像学方法,但当前磁粒子成像系统以封闭式磁场扫描结构为主,严重限制了其临床应用范围。设计了一种开放式电子扫描窄带磁粒子成像系统,在分析了超顺磁粒子谐波磁化响应的基础上,通过对线圈表面耦合磁场的计算及电流控制利用8个梯度线圈形成了基于无场线的开放式空间定位磁场,成像区域30 mm×30 mm;以单边激励线圈产生20.7 kHz激励磁场,处于高频激励磁场及定位磁场中的超顺磁纳米粒子示踪剂产生具有丰富谐波成分的可定位超顺磁磁化信号,使用高信噪比Gradiometer线圈检测其3次谐波信号形成电压云图图像;通过预测量的系统函数矩阵利用非负最小二乘法对电压云图进行重建,形成示踪剂浓度分布云图。成像实验结果表明,系统在开放式成像区域内探测灵敏度20μg Fe,图像重建空间分辨率2 mm,成像速度1 fps,达到了较好的开放式成像效果,系统也是国内首台全自主研发的开放式磁粒子成像系统。

主 题 词：磁粒子成像 梯度线圈 无场线 电子扫描 谐波信号 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 1004[医学-公共卫生预防医学类] 08[工学] 0702[理学-物理学类] 10[医学] 

核心收录：

D　O　I：10.19650/j.cnki.cjsi.J2210858

馆 藏 号：203122677...