线型零磁场生物磁性纳米粒子成像方法研究

发布时间：2024-10-28 19:55

　　医学成像技术是生物医学工程领域当中一种能够对疾病进行检查、诊断的影像技术,其中磁性粒子成像(Magnetic Particle Imaging,MPI)是一种具有高成像分辨率的示踪剂成像技术。MPI利用磁性纳米粒子示踪剂在零磁场中的非线性磁化特性,可视化被测物内的示踪剂浓度的空间分布。MPI扫描仪的线圈结构及扫描决定了其成像分辨率以及重建图像的成像效果。本文针对生物磁性纳米粒子成像,提出了一种具有线型零磁场扫描方式,设计了MPI成像关键技术部分,提高了成像系统的高分辨率。首先,研究了基于线型零磁场的MPI原理,针对现阶段成像系统的开放式扫描难题,提出了一种高分辨率的开放式线型零磁场,为开放式二维扫描成像提供了基础磁场。采用梯度静磁场构造线型零磁场以确定示踪剂的位置,均匀交变磁场及变化的梯度静磁场实现线型零磁场的平移和旋转扫描。并对该线圈结构进行详细的设计分析,确定了实现高分辨率MPI线圈系统的电流驱动方式。其次,基于磁性粒子的非线性磁化特性及其磁化的频率特性,提出了磁性粒子信号三次谐波差分检测法。通过建模仿真研究了交变场下磁性粒子的非线性磁化响应特性,及磁性粒子信号的频谱特性。在此基础上...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

沈阳工业大学硕士学位论文2选择采集参数来灵活调整成像性能；检测灵敏度高，定量测量的特性使其灵敏度可以超过MRI几个数量级；时间分辨率高，可以实现如冠状动脉疾病血流可视化的快速动态成像；成像方式灵活，仅对示踪剂进行成像而无形态学特征，可以实现与现有医学影像技术联合增强成像，如图1.....

2005年，该小组在《Nature》杂志上发表了一篇文章，成像实验结论初步证实了MPI成像的可行性[5]。同时于2007年，对MPI成像灵敏度和空间分辨率进行仿真[4]，完成了MPI系统的初步构想。2008年，该小组对扫描装置进行改进，提高了扫描仪的扫描速率，采用二维李萨茹轨迹，....

沈阳工业大学硕士学位论文4由一个线圈生成，使得MPI扫描仪从封闭式系统发展到开放式系统。2014年，吕贝克大学的HanneWojtczyk和GaelBringout等人发明了双D型MPI扫描仪[16]，可以在开放式MPI扫描仪中实现多维成像。2015年，Konkle等人开发了一种....

沈阳工业大学硕士学位论文9在初始状态下，由于布朗运动，磁性纳米粒子的原始磁矩方向是随机分布的，即在宏观尺度上，粒子磁矩的总和为零。当施加外部磁场时，磁性粒子的磁矩方向开始与施加的场对齐，使磁性纳米粒子产生与外部磁场同方向的磁化。这时，随着外部磁场的增加，磁化强度随之急剧增加。当外....

本文编号：4008392