CN111166292B - 用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列，包括激励平板和设置在激励平板下面的隔音平板，所述的激励平板上设有n×n个线圈，所述线圈用于对位于隔音平板下面的待成像样本中与各线圈所对应的部位施加磁感应激励，所述的隔音平板用于隔离所述激励平板上线圈产生的噪声信号对待成像样本的干扰，每个所述的线圈都通过所连接的导线与外部的激励源相连。本发明的用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列及方法，可显著提高磁声成像的组织表面以及层状样本的在体测量的检测精度，获得高分辨率组织电特性功能成像。

Description

用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列及方法
技术领域
本发明涉及一种磁声成像装置。特别是涉及一种用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列及方法。
背景技术
新型的磁声耦合成像方法，在组织电特性的功能监测方面体现出了重要研究价值。该方法通过对组织施加正交的电磁激励，将组织的电特性参数转化为声振动，利用声学检测方法提取组织电特性，实现高分辨率的电特性功能成像。
目前磁声成像研究通常采用单个脉冲激励结合层析扫描的测量方式，该方式检测精度低，且信号淹没在噪声中，对检测成像影响明显。因此，采用连续正弦激励结合二维聚焦磁感应的激励模式，可有效提高样本尤其是层状样本的在体测量的检测精度。总之，设计二维聚焦磁感应激励阵列具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够有效提高层状样本在体测量的检测精度的用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列及方法。
本发明所采用的技术方案是：一种用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列，包括激励平板和设置在激励平板下面的隔音平板，所述的激励平板上设有n×n个线圈，所述线圈用于对位于隔音平板下面的待成像样本中与各线圈所对应的部位施加磁感应激励，所述的隔音平板用于隔离所述激励平板上线圈产生的噪声信号对待成像样本的干扰，每个所述的线圈都通过所连接的导线与外部的激励源相连。
所述的激励平板和隔音平板为贴合连接。
所述线圈是通过热熔胶固定在激励平板上，或是通过柔性印制电路板技术印制在激励平板上。
所述的n＝10～10000。
所述的激励平板上每个线圈的直径为c，相邻两个线圈的圆心距为a，且a＞c。
所述的c＝0.5～2mm，所述线圈的线径为0.1～0.3mm。
所述a＝1mm～15mm。
所述激励平板为能够弯曲的柔性绝缘板，厚度为0.5mm～2mm，所述隔音平板的材料为隔音海绵，厚度为0.5mm～2mm。
一种用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列的激励方法，包括：
1)将待成像样本水平放置于由激励平板和隔音平板构成的二维聚焦磁感应激励阵列下面；
2)将用于采集待成像样本的磁声信号的自由场传声器设置在所述待成像样本的下方，所述自由场传声器的输出端连接外部的信号采集装置；
3)依次通过每个线圈上的导线给该线圈通入幅度I，频率为f的正弦电流激励信号，并通过所述的自由场传声器采集待成像样本上与该线圈所对应部位的磁声信号，将所述的磁声信号送入外部信号采集装置，当给该线圈通入正弦电流激励信号时，激励平板上的其余线圈均为不导通状态。
步骤3)中所述的幅度I为0.1A～10A，频率f为1kHz～10MHz。
本发明的用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列及方法，可显著提高磁声成像的组织表面以及层状样本的在体测量的检测精度，获得高分辨率组织电特性功能成像。
附图说明
图1是本发明用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列分解结构示意图；
图2是本发明中激励平板上磁感应激励阵列线圈的设置示意图；
图3是本发明用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列使用状态的示意图。
图中
1：激励平板 2：隔音平板
3：待成像样本 4：导线
5：导线 6：自由场传声器
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列及方法做出详细说明。
如图1、图2所示，本发明的用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列，包括激励平板1和设置在激励平板1下面的隔音平板2，所述的激励平板1和隔音平板2为贴合连接。所述的激励平板1上设有n×n个线圈4，所述线圈4是通过热熔胶固定在激励平板1上，或是通过柔性印制电路板技术印制在激励平板1上，所述的n＝10～10000，本发明实施例选择n＝10。所述线圈4用于对位于隔音平板2下面的待成像样本3中与各线圈所对应的部位施加磁感应激励，所述的隔音平板2用于隔离所述激励平板1上线圈产生的噪声信号对待成像样本3的干扰，每个所述的线圈4都通过所连接的导线5与外部的激励源相连。
所述的激励平板1上每个线圈4的直径为c，相邻两个线圈4的圆心距为a，且a＞c。其中，所述的c＝0.5～2mm，所述线圈4的线径为0.1～0.3mm。所述a＝1mm～15mm。
本发明实施例选择a＝1mm，c＝0.5mm，线圈4的线径为0.1mm。
所述激励平板1为能够弯曲的柔性绝缘板，如橡胶板或硅胶板，厚度为0.5mm～2mm，所述隔音平板2的材料为隔音海绵，厚度为0.5mm～2mm。本发明实施例选择激励平板1和隔音平板2的厚度均为0.5mm。
如图3所示，本发明的用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列的激励方法，包括如下步骤：
1)将待成像样本3水平放置于由激励平板1和隔音平板2构成的二维聚焦磁感应激励阵列下面；
2)将用于采集待成像样本3的磁声信号的自由场传声器6设置在所述待成像样本3的下方，所述自由场传声器6的输出端连接外部的信号采集装置；
3)依次通过每个线圈4上的导线5给该线圈4通入幅度I，频率为f的正弦电流激励信号，并通过所述的自由场传声器6采集待成像样本3上与该线圈4所对应部位的磁声信号，将所述的磁声信号送入外部信号采集装置，其中，所述的幅度I为0.1A～10A，频率f为1kHz～10MHz，本发明实施例选择幅度I为0.1A，频率f为1kHz。本发明中，当给其中一个线圈4通入正弦电流激励信号时，激励平板1上的其余线圈4均为不导通状态。以选择n＝10为例：
第1行第1列的线圈通以幅度I，频率为f的正弦电流，其余线圈断开。
第1行第2列的线圈通以幅度I，频率为f的正弦电流，其余线圈断开。
……
第1行第10列的线圈通以幅度I，频率为f的正弦电流，其余线圈断开。
第2行第1列的线圈通以幅度I，频率为f的正弦电流，其余线圈断开。
第2行第2列的线圈通以幅度I，频率为f的正弦电流，其余线圈断开。
……
第2行第10列的线圈通以幅度I，频率为f的正弦电流，其余线圈断开。
……
第10行第1列的线圈通以幅度I，频率为f的正弦电流，其余线圈断开。
第10行第2列的线圈通以幅度I，频率为f的正弦电流，其余线圈断开。
……
第10行第10列的线圈通以幅度I，频率为f的正弦电流，其余线圈断开。

Claims (10)

1.一种用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列，其特征在于，包括激励平板（1）和设置在激励平板（1）下面的隔音平板（2），所述的激励平板（1）上设有n×n个线圈（4），所述线圈（4）用于对位于隔音平板（2）下面的待成像样本（3）中与各线圈所对应的部位施加磁感应激励，所述的隔音平板（2）用于隔离所述激励平板（1）上线圈产生的噪声信号对待成像样本（3）的干扰，每个所述的线圈（4）都通过所连接的导线（5）与外部的激励源相连，当给激励平板（1）上的一个线圈（4）通入连续正弦电流激励信号时，激励平板（1）上的其余线圈（4）均为不导通状态。
2.根据权利要求1所述的用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列，其特征在于，所述的激励平板（1）和隔音平板（2）为贴合连接。
3.根据权利要求1所述的用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列，其特征在于，所述线圈（4）是通过热熔胶固定在激励平板（1）上，或是通过柔性印制电路板技术印制在激励平板（1）上。
4.根据权利要求1所述的用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列，其特征在于，所述的n=10～10000。
5.根据权利要求1所述的用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列，其特征在于，所述的激励平板（1）上每个线圈（4）的直径为c，相邻两个线圈（4）的圆心距为a，且a＞c。
6.根据权利要求5所述的用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列，其特征在于，所述的c=0.5～2mm，所述线圈（4）的线径为0.1～0.3mm。
7.根据权利要求5所述的用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列，其特征在于，所述a =1mm～15mm。
8.根据权利要求1所述的用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列，其特征在于，所述激励平板（1）为能够弯曲的柔性绝缘板，厚度为0.5mm～2mm，所述隔音平板（2）的材料为隔音海绵，厚度为0.5mm～2mm。
9.一种权利要求1所述的用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列的激励方法，其特征在于，包括：
1）将待成像样本（3）水平放置于由激励平板（1）和隔音平板（2）构成的二维聚焦磁感应激励阵列下面；
2）将用于采集待成像样本（3）的磁声信号的自由场传声器（6）设置在所述待成像样本（3）的下方，所述自由场传声器（6）的输出端连接外部的信号采集装置；
3）依次通过每个线圈（4）上的导线（5）给对应的线圈（4）通入幅度为I，频率为f的连续正弦电流激励信号，并通过所述的自由场传声器（6）采集待成像样本（3）上与正在通电的线圈（4）所对应部位的磁声信号，将所述的磁声信号送入外部信号采集装置，当给激励平板（1）上的一个线圈（4）通入连续正弦电流激励信号时，激励平板（1）上的其余线圈（4）均为不导通状态。
10.根据权利要求9所述的用于层状样本磁声成像的二维聚焦磁感应激励阵列的激励方法，其特征在于，步骤3）中所述的幅度I为0.1A～10A，频率f为1kHz～10MHz。
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