磁声成像
磁感应磁声成像的声源产生机制
样本 注入 电流 的 电阻抗 成像 （ Ｉ Ｉ 、 加 激励 磁场 的磁 感应 成 像 （ Ｔ）３４、 合磁 共 振 和 电阻抗 技 Ｅ Ｔ）】 外 ｑ］ ＭＩ ［ ］ 结 － 术 的磁 共振 电阻 抗成像 （ Ｅ Ｔ） －］ ＭＲ Ｉ ［ ７． ５ １８ ９ ８年 ， ｗｅ和 Ｉｌ 率 先应 用磁声 成像 技术 （ Ｔｏ ｓａ ｍ ＭＡＴ） 进行 生物 电流 检测 ， 后 ， ｎ等应 用霍 尔 ］其 Ｗｅ
张 媛
（ 州师范学院 信息工程学院 ， 江 湖州 ３３０） 湖 浙 １０ ０ 摘 要 ： 电磁 场 理 论 的基 础 上 ， 在 推导 ＭＡ — Ｔ ＭＩ 的声 源 计 算 公 式 ， 拟 物 理 环 境 构 建 三 维 柱 状 线 圈 和 二 层 同 心 模
球模 型 ， 助 有 限元 分 析 软 件 ＡＮＳ Ｓ进 行 时 谐 电磁 场 分 析 ， 应 用 电磁 场 有 限元 分 析 的 结 果 计 算 二 层 同心 球 内 借 Ｙ 并 部 的 声激 励 源 分 布 ， 过 对 声 源 的分 析 得 出声 源 与 电 导 率分 布 的 近似 关 系 ， 关 系 式 与 数 学 推 导 的 声 源 与 电 导 率 通 该 关 系 式是 一致 的． 真 结 果 表 明 ， 导 的计 算 公 式 能 够 直 接 应 用 电 磁 场 有 限 元 分 析 的 结 果 ， 效 地 计 算 ＭＡＴ—ＭＩ 仿 推 有
声信 号的采集对 于重 建 电导率分 布的精确性和清晰度 十分 重要 ， 在仿真 研究 中 பைடு நூலகம் 激励 源的产生 和声信 号的 声
磁共振成像在口腔颌面部疾病中的应用
06
总结与展望
磁共振成像在口腔颌面部疾病中的价值
准确诊断
辅助手术治疗
磁共振成像（MRI）能够清晰显示口腔颌面 部的软组织结构，为疾病的准确诊断提供 重要依据。
MRI能够准确评估病变范围及与周围组织的 毗邻关系，为手术方案的制定提供有力支 持。
监测治疗效果
科研价值
MRI可用于监测口腔颌面部疾病的治疗效果 ，如肿瘤的缩小程度、炎症的消退情况等 。
下颌骨
唯一可动的颌骨，与上 颌骨共同构成口腔的基 部，负责咀嚼和言语功
能。
颧骨
位于面部两侧，与上颌 骨、额骨等连接，影响
面部轮廓。
鼻骨
构成鼻腔的骨骼基础， 参与面部美观和呼吸功
能。
软组织层次及毗邻关系
皮肤层
覆盖在面部表面的最外层，具有保护和美观 作用。
肌肉层
包括表情肌和咀嚼肌等，负责面部运动和咀 嚼功能。
皮下组织层
富含脂肪和血管，为皮肤提供营养和缓冲。
筋膜层
连接肌肉和骨骼，维持面部结构的稳定性。
血管神经分布特点
血管分布
口腔颌面部血管丰富，包括颈外 动脉、面动脉、上颌动脉等，为
组织提供充足的血液供应。
神经分布
三叉神经是口腔颌面部的主要神 经，负责感觉和运动功能。其中 眼神经、上颌神经和下颌神经分 别支配相应区域的感觉和运动。
MRI在口腔颌面部疾病的研究中发挥着重要 作用，为疾病的发病机制、病理生理过程等 研究提供有力手段。
未来发展趋势及挑战
技术发展
随着MRI技术的不断进步，未来口腔颌面 部MRI的分辨率、扫描速度等性能将得到
进一步提升。
挑战与问题
口腔颌面部MRI仍面临一些挑战和问题， 如金属修复体对成像的干扰、患者配合度
基于乳腺肿瘤模型的感应式磁声成像正问题研究
Ａ ｔ ｙ ｏ ｒ ａ ｄ Ｓｏ ｕ ｉ ｎ ｏ ａ ｎ ｔ ａ ｏ ｓ ｉ ｍ ｏ ｒ ｐ Ｓ ｕｄ ｎ Ｆｏ ｗ ｒ ｌ ｔｏ ｆＭ ｇ ｅ ｏ ｃ ｕ ｔｃ Ｔｏ ｇ ａ ｈｙ
ｗｉ ｇ ｅｉ Ｉ ｄ ｃｉｎ （ ｔ Ｍａ ｎ ｔ ｎ ｕ ｔ ｈ ｃ ｏ ＭＡＴ ＭＩ ａｅ ｎＢ ｅ ｓ Ｔ ｍｏ ｄ ｌ － ）Ｂ ｓｄ ｏ ｒａ ｔ ｕ ｒＭｏ ｅ
导率 均 匀 媒 质 内部 和 电 导 率 发 生 突 变 的两 种 不 同媒 质 分 界 面 上 的 声 源 计 算 公 式 ， 示 了 ＭＡ — 声 源 与 电 导 率 的 揭 ＴＭＩ 关 系 。模 拟 物 理 环境 构建 三维 柱 状 线 圈和 乳 腺 肿 瘤 模 型 ， 助 有 限元 分 析 软 件 Ａ Ｓ Ｓ进 行 时 变 电 磁 场 分 析 ， 应 借 ＮＹ 并
２ 卷 ３ 期 ９
中 国
生 物 医 学
工 程
学
报
Ｖ０ ． １２９
Ｎｏ ３ ．
２１ ０ ０年 ６月
Ｃ ｉｅ ｏ ｒａ ｏ ｉ ｅ ｉ ｌ ｎ ｉ ｅｉ ｈｎｓ Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＢ ｏ ｄｃ ｇｎ ｒ ｇ ｅ ｍ ａＥ ｅ ｎ
Ｊｎ ２ １ ｕｅ ００
基 于乳腺肿 瘤 模 型 的感应 式磁 声成 像 正 问题 研 究
用 电磁 场 有 限元 分析 的结 果 ， 算乳 腺 和肿 瘤 内部 及 边 界 的 声 激 励 源 分 布 ， 用 自 由空 间 波 动 方 程 格 林 函数 解 计 计 应 算 ＭＡ — 空 间 声 场 分 布 。仿 真结 果 表 明 ， 推 导 的计 算 公 式 能 够 直 接 应 用 电 磁 场 有 限 元 分 析 的结 果 ， 效 地 计 ＴＭＩ 所 有
Ｌ ｎ Ｉ Ｘａ
生物磁-光-声联合成像的研究现状
ＰＡＴ—ＯＣＴ，ＵＳ－ＰＡＴ—ＯＣＴ，ｍａｇｎｅｔｏ—ｐｈｏｔｏ ａｎｄ ｍａｇｎｅｔｏ—ｐｈｏｔｏ—ａｃｏｕｓｔｉｃ （ＭＰＡ） ｉｍａｇｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ
３８ 卷 ５ 期 ２０１８年 ｌ０ 月
中 国 生 物 医 学 工 程 学 报 Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ＶＯｌ＿ ３８ ＮＯ．５ Ｏｃｔｏｂｅｒ ２Ｏｌ８
生 物磁 一光一声 联 合成 像 的研 究 现 状
孙 正 李 昀展
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ （ＵＳ），ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ （ＯＣＴ） ａｎｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ （ＭＲＩ） ａｒｅ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｍｅｄｉｃａｌ ｉｍａｇｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｉｎ ｃｌｉｎｉｃｓ． Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ （ＰＡＴ） ａｎｄ ｍａｇｎｅｔｏ— ａｃｏｕｓｔｉｃ （ＭＡ ） ｉｍａｇｉｎｇ ａｒｅ ｎｅｗｌｙ ｅｍｅｒｇｅｄ ｈｙｂｒｉｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｉｍａｇｉｎｇ ｍｏｄａｌｉｔｉｅｓ． Ｂｙ ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ
引 言
超声 （ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ，ＵＳ）成 像 具 有 无 电离 辐 射 、集 成性 高 、便携 、成 像 时 间短 、组 织 穿 透 力 强 、空 间对 比度 高 等优 点 ，已普 遍 运 用 于 疾 病 的临 床 诊 断 和 治 疗 中 。但 是 ，单 纯 的 ＵＳ成 像 仅 对 组 织 或 器 官 的 解 剖结 构 、彩 色 血 流 、组 织 弹 性 、血 流 灌 注 等 成 像 适 用 ，无 法有效 地 获 取 生 物 组 织 的 成 分 信 息 。光 学 相 干 断层 （ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｈｅｒｅＢｃｅ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ，ＯＣＴ）成 像 结
【国家自然科学基金】_磁声成像_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731
推荐指数 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
科研热词 感应式磁声成像 声场分布 磁感应 磁声成像 磁共振 电阻抗成像 洛伦兹力散度 正问题 有限元电磁场分析 弱形式 声源机制 声源产生机制 声压解析解 声压-速度耦合方程 同心球模型 位移方程 乳腺肿瘤模型
2012年 序号 1 2 3 4
科研热词 磁感应磁声成像 正问题 声换能器特性 三维phantom模型
推荐指数 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
科研热词 磁声成像 逆问题 迭代算法 边界提取 载流双线圈 系数矩阵 空间磁场 磁通密度 磁感应磁声成像 磁声信号 相关系数 电流注入式磁声成像 电导率重建 特征提取 激励源信号 注入电流 正问题 声源重建 声传感器特性 图像重建 卷积 医用成像技术 医学诊断 信号处理
2008年 序号 1 2 3 4 5
科研热词 计算机仿真 电阻抗成像 电磁场正逆问题 有限差分法 感应式磁声成像
推荐指数 5 6 7 8 9 10 11
科研热词 磁声成像 超声信号 磁感应磁声成像 电阻抗成像 电导率重建 正问题 有限元分析 时间反演法 感应电流 感应式磁声成像 声压
推荐指数 4 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2011年 科研热词 电导率 霍姆赫兹线圈 磁声耦合效应 电导率模型 注入式 感应涡电流 感应式磁声成像 声源重建 声源 功能成像 不同形状几何模型 ansys 推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
一种磁声成像系统及方法[发明专利]
![一种磁声成像系统及方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/81b826ce5ff7ba0d4a7302768e9951e79b89691c.png)
专利名称：一种磁声成像系统及方法专利类型：发明专利
发明人：夏慧,刘国强,张文伟
申请号：CN202210048459.3
申请日：20220117
公开号：CN114532983A
公开日：
20220527
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种磁声成像系统及方法，涉及磁声成像技术领域，该系统包括支撑部、激励子系统、检测子系统及控制成像子系统；支撑部为两端开口的腔体结构；激励子系统提供脉冲磁场激励模式和脉冲电场激励模式；检测子系统至少包括环形探头；在工作状态下，支撑部位于静磁场环境内，支撑部容纳有被测目标体；在静磁场环境以及激励子系统提供的目标激励模式下，被测目标体受到洛伦兹力产生磁声信号，同时被测目标体受到热声效应产生热声信号；控制成像子系统基于环形探头获取的被测目标体的磁声信号和热声信号，确定被测目标体的电导率分布图像。
本发明能够实现满足间质流体成像的目的。
申请人：中国科学院电工研究所
地址：100190 北京市海淀区中关村北二条6号中科院电工所
国籍：CN
代理机构：北京高沃律师事务所
代理人：韩雪梅
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声学成像仪工作原理
声学成像仪工作原理
首先，声学成像仪通过电压信号激励一个或多个声发射器，声发射器
通常由压电陶瓷等材料制成，具有压力-电压转换的特性。
当电压信号作
用于声发射器时，它会产生声波，声波沿着特定方向传播。
接下来，声波在介质中的传播遵循波的传播规律，包括反射、折射、
散射等。
当声波遇到不同介质之间的边界时，一部分波将反射回来，一部
分将继续传播入射介质。
通过测量反射的声波，声学成像仪可以获取物体
界面的位置和形状信息。
为了接收反射声波，声学成像仪会使用一个接收器阵列，该阵列由多
个接收元件组成，接收元件通常也是压电陶瓷或共振器件。
当接收元件受
到反射波时，它会产生电压信号，该信号可以通过外部电路进行放大和处理。
接收到的电压信号将经过放大后被输入到数据处理部分。
数据处理部
分会对接收到的信号进行滤波、放大、延时等处理，以提取出有效的声波
信息，并进行合理的时序重构，以便生成高质量的声波图像。
最后，通过将处理后的数据送入图像生成系统，声学成像仪会对数据
进行解析和处理，以生成可视化的图像结果。
图像生成系统可以使用不同
的算法和技术，例如扫描成像、逆时偏移、波数域成像等。
总的来说，声学成像仪工作原理是利用声波在介质中传播的特性，通
过声发射器产生声波，接收器阵列接收反射的声波，并通过数据处理和图
像生成，最终形成声波图像。
这种成像方式以其无损、实时、便携等优势，在医学、海洋、工业等领域得到了广泛的应用。
声学成像技术的研究与应用
声学成像技术的研究与应用引言：声学成像技术是一种利用声音的传播和反射特性来获取目标物体的形态，结构和内部信息的非破坏性检测方法。
这种技术在医学、工程、海洋等领域被广泛应用，成为现代社会中不可或缺的一部分。
本文将从声学成像的物理原理、实验准备和实验过程进行详细解读，并分析其在实际应用中的发展与优势。
一、声学成像的物理原理：声学成像技术是基于声波的传播和反射原理来工作的。
声波是一种机械波，通过固体、液体或气体的振动而产生。
当声波遇到不同介质之间的边界，一部分能量会被反射，一部分能量会被透射，从而形成声波的反射和传播现象。
声学成像技术利用这种原理，通过接收和处理反射波信号，构建出目标物体的图像。
其主要原理包括声源产生、声波传播、反射与收集和图像生成等步骤。
二、实验准备：1. 声源：选择合适的声源对研究目标进行声波激励，常见的有脉冲声源、连续声源和超声源等。
不同声源在频率、功率和波形等方面都有所不同。
2. 探测器：选择相应的探测器接收反射波信号，常见的有压电式探测器、电阻微型探测器和光纤传感器等。
探测器的选择要考虑信号接收范围、灵敏度和响应速度等因素。
3. 数据记录和处理系统：为了获取和处理声波信号，需要相应的数据记录和处理系统。
这些系统应具备高分辨率、低噪声和快速处理的特点。
4. 校准标准：为了准确测量声波反射信号，需要校准标准来验证系统的准确性和稳定性，常见的校准标准包括球形透射模型和均匀介质模型。
三、实验过程：1. 制定实验方案：根据目标物体的特点和研究需求，制定合理的实验方案。
包括声源和探测器的位置选择、声源频率的设置和数据采集的方式等。
2. 数据采集：根据实验方案进行声波的发送和接收。
通过观察实验平台上的显示器，可以实时检测到反射信号，并记录相关数据。
3. 数据处理：将采集到的原始数据进行处理，去除噪声和干扰，得到目标物体的声波反射信号。
通过对信号进行滤波、增益调整和图像重建等处理，可以得到清晰的目标物体图像。
磁声成像原理
磁声成像原理
磁声成像是一种基于磁声效应的无损成像技术。
其原理是利用磁声传感器接收样品所产生的磁声信号，通过信号处理和图像重建算法，将样品的内部结构以可视化的方式呈现出来。
磁声成像在医学、材料科学、无损检测等领域具有广泛应用。
磁声效应是指在外加交变磁场作用下，带有磁性的材料产生声波振动的现象。
其产生机制是磁矩的磁偶极矩受到磁场力的作用而振动并发出声音。
磁声传感器是用于检测和接收磁声信号的装置，通常由磁电传感器和声贝微传感器组成。
在磁声成像系统中，首先将待检测的样品放置于外加交变磁场中，并将磁声传感器置于样品附近。
当磁场振荡频率与样品的共振频率匹配时，样品中的带磁性材料会受到磁场力的作用而振动，形成磁声信号。
磁声传感器将接收到的磁声信号转换成电信号，并经过放大和滤波等处理后，输入到信号处理系统中。
信号处理系统对接收到的电信号进行采集、分析和处理，通过数学算法对信号进行重构，最终生成磁声图像。
磁声图像可以直观地显示样品内部的磁性材料分布和缺陷情况。
通过分析磁声图像的形态、亮度和颜色等特征，可以判断样品的磁学特性、结构状况以及可能存在的缺陷，为科学研究和工程应用提供重要参考。
总的来说，磁声成像利用磁声效应对材料进行成像，通过磁声
传感器接收磁声信号，经过信号处理和图像重建算法，生成磁声图像，从而实现对样品内部结构的可视化呈现。
磁声成像在实际应用中具有高分辨率、无损、快速等优点，被广泛应用于多个领域。
核磁共振成像-物理原理和方法
核磁共振成像-物理原理和方法
核磁共振成像（NMR）是一种利用磁场和电磁波探测物体内部结构、
形态和功能的无创性检测技术。
其主要使用的原理为核磁共振（NMR）以
及磁共振成像（MRI）。
物理原理。
核磁共振现象基于核磁矩的存在，即在一个外磁场中，原子核会产生
自旋，导致其周围带有磁矩。
这个磁矩的大小与核与自旋轨道相互作用、
核自旋、核外电子等因素有关。
当一定频率的射频脉冲作用于物体时，它
可以获得足够的能量，使得原子核磁矩发生共振跃迁，即吸收或发射电磁波，并产生一个幅度随时间变化的信号。
这个信号可以被电子设备捕捉并
分析，从而提取物体结构信息。
方法。
核磁共振成像是在核磁共振基础上发展而来的。
它首先通过建立强磁
场产生磁化，然后用脉冲激发进行共振刺激，利用磁场梯度进行空间编码，最后利用接收线圈接收回波来重建空间图像。
核磁共振成像通过探测不同组织在强磁场中产生的不同信号，可以对
其进行成像。
由于不同组织的磁化强度和弛豫时间不同，每个组织都会产
生特有的信号，这些信号经过计算和处理后就可以在屏幕上呈现出各种图像。
核磁共振成像包括了许多技术，包括脉冲序列、图像质量评估、图像
处理和分析等。
在临床应用中，它可用于检查头部、胸部、腹部以及四肢
等部分，用于诊断骨骼、肌肉、神经、内脏等多种疾病。
此外，它还可用
于研究神经科学、心脏学、肿瘤学等多个科学领域。
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电磁学基础
磁声成像原理
描述电场与磁场相互作用的Maxwell方程表 明导体在磁场中运动或是通有电流时都会 受到Lorentz力的作用,进而发生一些机电耦 合效应.而生物导电体在电场和磁场相互作 用下也完全符合这个规律.具体地说,当对人 体等生物组织中的局部区域施加交变电场 是,就能使各种带电离子在电场的作用下发 生运动,再加上与电场方向正交的磁场后,带 点离子便会受到LorentzFra bibliotek作用而发生与交
磁声成像的发展
尽管这种成像技术仍处于发展的起步阶段, 但可以保证产生很好的软组织对比效果,与 超声或MRI成像相比,电导率和电介质常数 在组织上变化范围更大.
谢谢观赏
变电场同频的机械振动,最终引起声响应信 号.反之,如果组织中存在有局部机械振动,在 外加与振动传播方向正交的磁场后,电荷也 会由于Lorentz作用而产生与机械振动同频 的交变电流.这些在生物体中的电磁效应本 质上是在磁场作用下的机电相互耦合作用 的结果.
重建公式
磁声成像的特点
首先,与其他成像技术(EIT、MIT、MREIT) 相比,磁声成像不会被体表的低传导率组织 影响,没有屏蔽效应.具有较好的空间分辨率. 其次,对比MRI,磁声成像对磁场的同一性和 稳定性要求更低.
磁声成像(magneto-acoustic tomography)简介
一种基于声场、电场和磁场相 互正交耦合作用的成像方法
背景与电磁学基础 磁声成像的原理 磁声成像的特点 磁声成像的发展
当一个外界交流磁场加与载有直流电流的 组织介质时,组织以磁场频率振动,产生声波. 靠近组织处放置声波转换探头,可以检测到 与生物电流有直接关系的声波响应. 低频和直流的生物电流是极难非介入测量 的,但其却具有丰富的关于健康和疾病的诊 断和预后信息.