[发明专利]一种采用直导线激励的磁粒子扫描成像设备

权利要求书

1.一种采用直导线激励的磁粒子扫描成像设备，其特征在于，包括：圆筒状的激励结构、一对接收线圈、扫描驱动装置、电流激励装置、数据采集装置以及成像处理装置；其中，

所述激励结构包括多根直导线；所述多根直导线以一直线为中心平行、均匀地分散排布，形成所述圆筒状的激励结构；所述激励结构的中线与所述直线重合；位于所述激励结构的轴截面的每两根直导线均构成一对平行激励导线；

所述接收线圈对，包括两个接收线圈，所述两个接收线圈分别位于所述圆筒状的激励结构的两个底面；

所述扫描驱动装置，用于带动所述激励结构围绕成像目标的中心转动至不同的空间角度；

所述电流激励装置，用于当所述空间角度不变时分别向每对所述平行激励导线施加同向交变电流，以产生空间非均匀、非线性变化的激励磁场，其中，该对平行激励导线的一个直导线中的电流幅度按照预设的步进逐步增加，另一个直导线中的电流幅度同步减小，电流幅度每调整一次经历半个余弦振荡周期；

所述数据采集装置，用于在每半个余弦振荡周期内连续多次采集所述接收线圈上的感应电压，作为该半个余弦振荡周期内采集的响应信号；

所述成像处理装置，用于根据在至少一个所述空间角度下所采集的全部响应信号的目标特征，为所述成像目标进行磁粒子成像。

2.根据权利要求1所述的磁粒子扫描成像设备，其特征在于，所述目标特征包括：响应信号的尖峰幅值和/或3倍基频谐波分量。

3.根据权利要求1所述的磁粒子扫描成像设备，其特征在于，所述成像处理装置，具体用于：

根据在至少一个所述空间角度下所采集的全部响应信号的目标特征和系统矩阵，利用图像重建的方法为所述成像目标进行磁粒子成像；

其中，所述系统矩阵用于表征单位浓度的磁粒子在所述激励磁场作用下所产生响应信号的目标特征的空间分布。

4.根据权利要求3所述的磁粒子扫描成像设备，其特征在于，所述目标特征包括：响应信号的尖峰幅值或3倍基频谐波分量；

所述成像处理装置，包括：信号特征提取模块、数据重建模块以及二维图像重建模块；

所述信号特征提取模块，用于提取在一目标空间角度下、分别通过各对平行激励导线所采集的全部响应信号的目标特征；

所述数据重建模块，用于根据通过每对平行激励导线所采集的目标特征以及所述系统矩阵，重建出对应于该对平行激励导线的、包含所述成像目标的磁粒子浓度信息的一维投影分布数据；

所述二维图像重建模块，用于根据在所述目标空间角度下、对应于各对平行激励导线的一维投影分布数据，利用滤波反投影重建的方法，重建出所述成像目标沿成像方向投影的二维磁粒子浓度分布图像；其中，所述成像方向为在所述目标空间角度下所述激励结构的轴向方向。

5.根据权利要求3所述的磁粒子扫描成像设备，其特征在于，所述目标特征包括：响应信号的尖峰幅值或3倍基频谐波分量；

所述成像处理装置，包括：信号特征提取模块、数据重建模块、二维图像重建模块以及层析合成模块；

所述信号特征提取模块，用于针对每个所述空间角度，提取在该空间角度下、分别通过各对平行激励导线所采集的全部响应信号的目标特征；

所述数据重建模块，用于针对每个所述空间角度下的每对平行激励导线，根据通过该对平行激励导线所采集的目标特征以及所述系统矩阵，重建出对应于该对平行激励导线的、包含所述成像目标的磁粒子浓度信息的一维投影分布数据；

所述二维图像重建模块，用于针对每个所述空间角度，根据在该空间角度下、对应于各对平行激励导线的一维投影分布数据，利用滤波反投影重建的方法，重建出所述成像目标沿对应的成像方向投影的二维磁粒子浓度分布图像；其中，每个所述空间角度对应的成像方向为：在该空间角度下所述激励结构的轴向方向；

所述层析合成模块，用于根据所述成像目标沿各成像方向的二维磁粒子浓度分布图像，利用层析合成的方法，重建出所述成像目标在三维空间的磁粒子浓度分布图像。