[发明专利]用于磁感应断层成像的激励测量复用线圈组及数据采集

说明书

技术领域

本发明属于生物医学工程领域中的医学成像方法，涉及用非接触方式获得电阻抗断层成像的磁感应断层成像方法，具体涉及一种用于磁感应断层成像的激励测量复用线圈组及数据采集方法。

背景技术

电阻抗断层成像是一种不同于传统的CT、MRI等的医学成像方法，它通过一组贴附在被测对象(如人体)某一断层表面的电极注入电流/电压然后测量响应电压/电流，应用成像算法重建电极所在断层内部的电阻抗分布图像。

磁感应断层成像是一种非接触式的电阻抗断层成像方法，它通过与被测对象不接触的线圈施加交变电流激励，并测量感应涡流所引起的磁场变化，经成像算法重建线圈所处断层内部的电阻抗分布图像。与电阻抗断层成像相比，磁感应断层成像同样是为了获得被测对象某一断层内的电阻抗分布，但是采用了非接触的传感器-线圈，因而在应用上更为便捷。

根据申请人进行的资料检索，与本申请接近的技术有2项。一项为申请人2005年申请的“非接触磁感应脑水肿监护方法”(非接触磁感应脑部电导率分布变化的监测方法)，该方法提出了几种利用磁感应原理监测脑部电导率分布变化的方法，其中包括一种磁感应断层成像方法，它采用的线圈系统为“数量等同的激励线圈和测量线圈呈圆形、等间隔排列在监测目标周围”，也即在同一个位置处包含两个线圈，一个为激励线圈，一个为测量线圈。另一项为重庆大学2007年申请的“一种高灵敏度的开放式磁感应成像测量装置”，该方法所用的线圈排列方式为呈圆弧形包围在被测对象外周，同一个位置包含3个线圈，中间一个为激励线圈，上下两个为差动测量线圈。以上两项申请中激励线圈和测量线圈均独立设置。

现有的磁感应断层成像中所应用的线圈系统在同一个位置处有2或3个线圈，既包含激励线圈也包含测量线圈，这导致系统中的线圈数量较多，相互之间的耦合关系复杂，在一定程度上影响了整个磁感应断层成像数据采集系统的性能。

发明内容

针对磁感应断层成像中线圈个数多的问题，本发明提出一种激励测量复用线圈组，在每一个位置仅设置一个线圈，任意一个线圈既可以作激励线圈又可以作测量线圈，依次选择某一个线圈作激励线圈，其余线圈为测量进行涡流感应信号检测，然后遍历所有线圈作激励线圈，获得与传统磁感应断层成像相同的测量数据，用于实现断层内的电阻抗图像重建。

为实现上述任务，本发明采用如下技术解决方案予以实现：

一种用于磁感应断层成像的激励测量复用线圈组，其特征在于，包括多个具有相同参数的线圈，其特征在于，所述的多个线圈等间隔设置构成线圈组，该线圈组设置在支架上，其中任意一个线圈既可以作激励线圈又可以作测量线圈，当某一个线圈为激励线圈时其余线圈均为测量线圈。

一种用于磁感应断层成像的激励测量复用线圈组的数据采集方法，其特征在于，将一组线圈围绕被测对象排列，其中心在一个平面内，其中任意一个线圈既可以作激励线圈又可以作测量线圈，当某一个线圈为激励线圈时其余线圈均为测量线圈；在激励线圈中通以交变电流，所产生的交变磁场可在被测对象内部感应出交变涡流，该涡流与被测对象内部的电阻抗分布相关，通过不同位置的测量线圈可以检测涡流引起的磁场的变化；然后依次遍历所有线圈分别作激励线圈，通过测量线圈检测感应磁场的变化，全部测量数据应用磁感应断层成像算法重建被测对象线圈中心所在断层内的电阻抗分布图像。

本发明的主要优点为：同一个位置仅有一种线圈，可控制作激励线圈或者测量线圈，减少了一半的线圈个数，从而简化了线圈之间的耦合关系，有利于提升系统测量精度和稳定性，有助于改善磁感应断层成像的图像质量。

附图说明

图1为线圈组全包绕、圆形排列方式示意图。

图2为线圈组全包绕、椭圆形排列方式示意图。

图3为线圈组全包绕、轮廓线排列方式示意图。

图4为线圈组半包绕、圆弧排列方式示意图。

图5为线圈组半包绕、椭圆弧排列方式示意图。

图6为线圈组半包绕、轮廓线排列方式示意图。

图7为采用本发明的激励测量复用线圈组的磁感应断层成像数据采集系统原理框图，以16个线圈、全包围、圆形排列为例，其中E/M单元用于产生正弦激励信号并检测测量信号。

图8为图7中E/M单元的原理框图，其中线圈为同一个线圈，点划线所围部分用于产生正弦激励信号，虚线所围部分用于检测测量信号。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

具体实施方式