基于邊界聲源的磁聲電導(dǎo)率重建.pdf

1、磁感應(yīng)磁聲成像(MAT-MI)是一種兼有電阻抗成像高對(duì)比度和超聲成像高空間分辨率特點(diǎn)的生物組織電阻抗成像新方法。在磁感應(yīng)磁聲成像中，用來接收磁聲信號(hào)的換能器在信號(hào)采集和圖像重建中起著至關(guān)重要的作用。為了優(yōu)化信號(hào)采集，本研究基于聲偶極輻射理論和換能器的指向性，理論推導(dǎo)了所接收磁聲聲壓的理論公式，對(duì)圓柱模型進(jìn)行了磁聲聲壓的數(shù)值仿真，對(duì)不同口徑和帶寬的平面活塞換能器所測(cè)量到的磁聲信號(hào)分布進(jìn)行模擬，并且通過實(shí)際實(shí)驗(yàn)中對(duì)接收到鋁箔圓柱模型的波形測(cè)

2、量，分析換能器特性對(duì)磁聲信號(hào)的影響，優(yōu)化換能器的選擇。研究結(jié)果證明大口徑、寬帶換能器檢測(cè)到的磁聲邊界聲壓尖銳清晰，能準(zhǔn)確反映洛倫茲力的導(dǎo)數(shù)，有利于物體邊界聲源法向聲壓的提取和物體內(nèi)部電導(dǎo)率分布的重建。測(cè)量距離為5-10倍模型半徑時(shí)，換能器所接收到的磁聲信號(hào)具有較好的峰值聲壓比PPR和信噪比SNR，能有效提高重建圖像的精度和對(duì)比度。另外，為了提高接收信號(hào)的信噪比和精確度，利用維納濾波算法對(duì)實(shí)驗(yàn)中換能器接收到的磁聲波形進(jìn)行濾波，并對(duì)方形鋁箔

3、模型的掃描信號(hào)進(jìn)行信號(hào)提取和成像，明顯提高了波形的信噪比和圖像的對(duì)比度。
　　根據(jù)磁聲檢測(cè)中換能器的選擇，大口徑強(qiáng)指向性換能器能夠較為準(zhǔn)確地接收邊界磁聲法向聲壓，可以通過換能器接收到磁聲信號(hào)的波簇的幅度和相位提取出磁聲邊界法向聲壓，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)物體內(nèi)部電導(dǎo)率的分布的重建。本文基于磁聲成像的正問題，進(jìn)行了物體內(nèi)部電導(dǎo)率分布重建公式的推導(dǎo)，明確了重建中聲壓和聲壓導(dǎo)數(shù)的物理意義，并通過數(shù)值計(jì)算對(duì)雙層偏心圓柱組織模型進(jìn)行了聲壓的模擬和電導(dǎo)率

4、分布的重建，所得的二維電導(dǎo)率分布圖和模型所掃描層的電阻抗分布具有較高的一致性，同時(shí)解決了傳統(tǒng)磁聲成像只能獲得組織邊界的問題，證明了本算法的可行性。另外通過模型不同邊界間距的設(shè)定，計(jì)算聲壓和波形、提取法向聲壓和重建電導(dǎo)率分布圖像，證明該方法的電導(dǎo)率圖像重建分辨率約為1.5mm（半波長(zhǎng)）。
　　本研究為磁感應(yīng)磁聲成像中換能器的選擇和應(yīng)用，物體內(nèi)部電導(dǎo)率的重建提供了理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)，對(duì)提高信噪比和圖像清晰度以及電阻抗重建的精確度有著積極的