各向异性介质感应式磁声成像正问题仿真研究

发布时间：2017-08-07 20:25

  本文关键词：各向异性介质感应式磁声成像正问题仿真研究

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【摘要】：感应式磁声成像(Magnetoacoustic Tomogrphy with Magnetic Induction,MAT-MI)是一种融合了电阻抗成像与超声成像的新型功能成像技术,具有良好的时间分辨率和空间分辨率。当前针对MAT-MI的研究大多基于电导率各向同性的假设,然而,生物组织如肌肉和神经(脑白质)等则具有非常明显的电导率各向异性特性;而且,与正常组织相比,肿瘤可能具有不同的电导率各向异性特性。在MAT-MI成像过程中,电导率各向异性对感应涡流密度、声源分布和声压大小均可产生影响,若仍沿用各向同性的假设,则可能会引入较大误差,进而影响逆问题中电导率图像重建的质量。因此,针对电导率各向异性介质,开展MAT-MI正问题仿真分析,具有十分重要的科学意义和应用价值。本文首先建立了电导率各向同性乳腺同心球和偏心球模型,进行了正问题仿真计算。结果表明:涡流密度分布在不同电导率区域明显不同,由声源分布可明确区分成像目标位置与边界,成像目标边界处声源引起了探测位置声压信号的大幅变化。同时,本文验证了模型的收敛性。然后,将样品电导率张量设置为各向异性,分别构建了同心球和偏心球模型,改变内层球半径、位置及其电导率三个参数,完成了正问题求解。与各向同性结果对比发现:电导率各向异性张量引起涡流密度分布在该方向发生改变,计算场域内声源分布变得更加复杂,探测位置声压峰值发生显著变化。本文的研究结果可为下一步进行硬件实验和各向异性电导率重建提供理论基础。因此,MAT-MI正问题计算应充分考虑介质电导率各向异性的影响,以便更精确求解MAT-MI逆问题,实现高精度电导率重建。
【关键词】：感应式磁声成像 正问题 电导率 各向异性 有限元法
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R310
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 生物组织电阻抗特性8-10
• 1.2 生物医学电阻抗成像方式10-11
• 1.3 感应式磁声成像（MAT-MI）11-15
• 1.3.1 感应式磁声成像简介11-12
• 1.3.2 感应式磁声成像研究现状及发展趋势12-13
• 1.3.3 各向异性感应式磁声成像研究意义13-15
• 1.4 本论文的主要工作15-16
• 第二章 感应式磁声成像正问题的理论基础16-24
• 2.1 感应式磁声成像原理16
• 2.2 感应式磁声成像实验装置16-17
• 2.3 感应式磁声成像正问题理论研究17-21
• 2.3.1 正问题的数学描述17-19
• 2.3.2 正问题的求解方法19-21
• 2.4 仿真实验设置21-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 电导率各向同性介质MAT-MI正问题研究24-30
• 3.1 仿真实验模型建立24
• 3.2 仿真模型内涡流分布24-26
• 3.3 仿真模型内声源分布26-27
• 3.4 仿真模型声压分布27-28
• 3.5 模型声压收敛验证28-29
• 3.6 本章小结29-30
• 第四章 电导率各向异性介质MAT-MI正问题研究30-52
• 4.1 生物组织电导率各向异性30-31
• 4.2 二层同心球模型仿真结果及分析31-43
• 4.2.1 同心球1涡流、声源、声压仿真结果32-37
• 4.2.2 同心球2涡流、声源、声压仿真结果37-43
• 4.3 二层偏心球模型仿真结果及分析43-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 结论与展望52-54
• 参考文献54-58
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果58-60
• 致谢60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 黄欣;刘国强;夏慧;路亮;邓棋文;;感应式磁声成像的脉冲磁场研究[J];电工技术学报;2013年02期

2 刘国强;贺文静;夏慧;张洋;李艳红;徐小宇;徐路遥;曾小平;李士强;;感应式磁声成像声场正问题研究(三)——基于弱形式处理洛伦兹力散度声源的声场模拟方法[J];现代科学仪器;2010年01期

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本文编号：636554