單線圈磁感應斷層成像制造技術

本發明專利技術提供了使用單個線圈對諸如人體組織標本的標本進行磁感應斷層成像的系統、方法和設備。多個線圈性質測量值可以使用所述單個線圈在相對于所述標本的多個離散位置處獲得。所述單個線圈可被設計成相對容易地相對于標本放置在許多不同的定位/取向。諸如三維電導率圖或三維電容率圖的三維電磁性質圖可通過訪問模型從使用所述單個線圈獲得的所述多個線圈性質測量值生成，所述模型將通過所述單個線圈獲得的線圈性質測量值與所述標本的電磁性質分布相關聯。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本公開整體涉及磁感應斷層成像領域，并且更具體地講，涉及使用單個線圈的磁感應斷層成像。
技術介紹
磁感應斷層成像可用來使人體組織內的電磁性質分布(例如，電導率或電容率)成像。更具體地講，磁感應斷層成像技術可基于由鄰近組織放置的感應線圈在組織中感應的渦電流提供對人體組織的電磁性質的低成本、無接觸測量。由于由脂肪、骨骼、肌肉和各種器官形成的自然對比，諸如電導率和電容率的電磁性質在人體組織中在空間上變化。結果，使用磁感應斷層成像技術獲得的電導率或電容率分布可用來對身體的各種區域成像，包括肺部和腹部區域、腦組織和身體的其他區域，該區域可能難以或可能不難使用諸如超聲波的其他低成本生物醫學成像技術來成像。這樣，磁感應斷層成像可用于例如傷口、潰瘍、腦外傷和其他異常組織狀態的生物醫學成像。用于磁感應斷層成像的現有技術通常涉及在樣本附近放置大量線圈(例如，線圈陣列)和基于在標本附近放置的大量線圈內的線圈對的測量互感構建圖像。例如，源線圈的陣列和檢測線圈的陣列可鄰近標本放置。源線圈中的一者或多者可利用射頻能量激勵，并且響應可在檢測線圈處被測量。標本的電導率分布(或電容率分布)可從檢測線圈的響應確定。
技術實現思路
本公開的實施例的方面和優點將在以下描述中部分地闡述，或者可以從該描述了解，或者可以通過實施例的實踐了解。本公開的一個示例性方面涉及一種用于磁感應斷層成像的方法。該方法包括訪問使用單個線圈為標本獲得的多個線圈性質測量值。所述多個線圈性質測量值中的每一個利用單個線圈在相對于標本的多個離散位置中的一個處獲得。該方法還包括將線圈定位數據與所述多個線圈性質測量值中的每一個相關聯。線圈定位數據指示對于每個線圈性質測量而言單個線圈相對于標本的定位和取向。該方法還包括訪問限定由單個線圈獲得的線圈性質測量值與標本的電磁性質之間的關系的模型，并使用該模型至少部分地基于所述多個線圈性質測量值
和與每個線圈性質測量值相關的線圈定位數據來生成標本的三維電磁性質圖。本公開的又一個示例性方面涉及一種用于對人體組織標本進行磁感應斷層成像的系統。該系統包括具有單個線圈的線圈裝置。該單個線圈包括多個同心導電環。所述多個同心導電環中的每一個具有不同的半徑。線圈裝置被構造成獲得線圈損耗測量值。該系統還包括被構造成將單個線圈相對于標本定位在相對于標本的多個離散位置的平移裝置。該系統還包括具有一個或多個處理器和一個或多個存儲裝置的計算系統。該一個或多個存儲裝置存儲計算機可讀指令，該指令在由一個或多個處理器執行時使一個或多個處理器執行運算。運算包括訪問使用單個線圈獲得的多個線圈損耗測量值。所述多個線圈損耗測量值中的每一個利用單個線圈在相對于標本的多個離散位置中的一個處獲得。運算還包括將線圈定位數據與所述多個線圈損耗測量值中的每一個相關聯。線圈定位數據指示對于每個線圈損耗測量而言單個線圈相對于標本的定位和取向。運算還包括訪問限定由單個線圈獲得的線圈性質測量值與標本的電導率之間的關系的模型，并使用該模型至少部分地基于所述多個線圈損耗測量值和與每個線圈損耗測量值相關的線圈定位數據來生成標本的三維電導率圖。本公開的又一個示例性方面涉及一個或多個有形、非暫時性計算機可讀介質，該介質存儲計算機可讀指令，該指令在由一個或多個處理器執行時使所述一個或多個處理器執行人體組織標本的磁感應斷層成像的運算。運算包括訪問使用單個線圈為人體組織標本獲得的多個線圈損耗測量值。所述多個線圈損耗測量值中的每一個利用單個線圈在相對于人體組織標本的多個離散位置中的一個處獲得。每個線圈損耗測量值指示單個線圈的阻抗變化，該變化由當單個線圈被放置在人體組織標本附近并且用射頻能量激勵時在人體組織標本中感應的渦電流導致。運算還包括將線圈定位數據與所述多個線圈性質測量值中的每一個相關聯。線圈定位數據指示對于每個線圈性質測量而言單個線圈相對于人體組織標本的定位和取向。運算還包括訪問限定由單個線圈獲得的線圈損耗測量值與人體組織標本的電導率之間的關系的模型。運算還包括使用改模型至少部分地基于所述多個線圈損耗測量值和與每個線圈損耗測量值相關的線圈定位數據來生成人體組織標本的三維電導率圖。可以對本公開的這些示例性方面做出變型和修改。參考下面的描述和所附的權利要求，各種實施例的這些和其他特征、方面和優點將變得更好理解。被包括到該說明書中并組成其一部分的附圖展示了本公開的實施例，并且與該描述一起用來說明相關的原理。附圖說明提供給本領域的普通技術人員的實施例的詳細討論在說明書中闡述，說明書參考了附圖，在附圖中：圖1描繪了根據本公開的示例性實施例的用于利用單個線圈進行磁感應斷層成像的示例性系統；圖2-3描繪了根據本公開的示例性實施例生成的示例性電導率圖；圖4描繪了根據本公開的示例性實施例的用于磁感應斷層成像的示例性線圈；圖5描繪了根據本公開的示例性實施例的用于磁感應斷層成像的線圈的示例性連接跡線；圖6描繪了根據本公開的示例性實施例的用于提供磁感應斷層成像用線圈的示例性方法的工藝流程圖。圖7描繪了根據本公開的示例性實施例的與用于磁感應斷層成像的線圈相關聯的示例性電路的框圖；圖8描繪了根據本公開的示例性實施例的用于磁感應斷層成像的示例性方法的工藝流程圖。圖9和10描繪了根據本公開的示例性實施例的利用實例獲得的線圈性質測量值的實驗結果；圖11和12描繪了根據本公開的示例性實施例的針對模擬的電導率分布獲得的線圈性質測量值的實驗結果。具體實施方式現在將詳細參照本專利技術的各種實施例，其一個或多個例子在下文示出。每個例子都以解釋而不是限制本專利技術的方式提供。事實上，對于本領域技術人員顯而易見的是，在不背離本專利技術的范圍或精神的情況下，可以在本專利技術中做出各種修改和變化。例如，作為一個實施例的一部分而說明或描述的特征，可以用于另一個實施例以產生又一個實施例。因此，本專利技術旨在涵蓋這樣的修改和變化。概述一般來講，本公開的示例性方面涉及使用單個線圈對標本(諸如人體組織標本)進行磁感應斷層成像。典型的現有磁感應斷層成像系統使用多個線圈(例
如，源線圈的陣列和檢測線圈的陣列)來生成標本(諸如人體組織標本)的電導率圖。使用多個線圈增加了磁感應斷層成像系統的復雜性。例如，可能需要多路技術以采用多個線圈來獲得測量值。已經作出了努力來減少磁感應斷層成像所必需的線圈數量。例如，通過使用相對于標本重新定位線圈的技術或通過相對于線圈重新定位標本，可以需要更少的線圈。雖然可能有利的是降低磁感應斷層成像所需的線圈數量，但是仍希望獲得盡可能多的測量值以改善使用磁感應斷層成像獲得的圖像的分辨率和精度。本公開的示例性方面涉及使用單個線圈對標本(諸如人體組織標本)進行磁感應斷層成像的系統、方法和設備。多個線圈性質測量值可以使用單個線圈在相對于標本的多個不同的離散位置處獲得。所述單個線圈可被設計成相對容易地相對于標本放置在許多不同的定位/取向。可從使用單個線圈獲得的所述多個線圈性質測量值生成諸如三維電導率圖或三維電容率圖的三維電磁性質圖。這樣，可使用通過單個線圈得到的無接觸線圈性質測量值來提供對人體組織進行成像的簡單而經濟有效的方式。更具體地講，本專利技術人已發現一種模型，該模型限定使用單個線圈獲得的線圈損耗測量值與標本的電磁性質分布之間的關系。在一個具體本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于磁感應斷層成像的方法，所述方法包括：訪問利用單個線圈針對標本獲得的多個線圈性質測量值，所述多個線圈性質測量值中的每一個利用所述單個線圈在相對于標本的多個離散位置中的一個處獲得；將線圈定位數據與所述多個線圈性質測量值中的每一個相關聯，所述線圈定位數據指示針對每個線圈性質測量值而言所述單個線圈相對于所述標本的定位和取向；訪問限定由所述單個線圈獲得的線圈性質測量值與所述標本的電磁性質之間的關系的模型；以及使用所述模型至少部分地基于所述多個線圈性質測量值和與每個線圈性質測量值相關的所述線圈定位數據來生成所述標本的三維電磁性質圖。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.02.27 US 14/1919131.一種用于磁感應斷層成像的方法，所述方法包括：訪問利用單個線圈針對標本獲得的多個線圈性質測量值，所述多個線圈性質測量值中的每一個利用所述單個線圈在相對于標本的多個離散位置中的一個處獲得；將線圈定位數據與所述多個線圈性質測量值中的每一個相關聯，所述線圈定位數據指示針對每個線圈性質測量值而言所述單個線圈相對于所述標本的定位和取向；訪問限定由所述單個線圈獲得的線圈性質測量值與所述標本的電磁性質之間的關系的模型；以及使用所述模型至少部分地基于所述多個線圈性質測量值和與每個線圈性質測量值相關的所述線圈定位數據來生成所述標本的三維電磁性質圖。2.根據權利要求1所述的方法，其中所述多個線圈性質測量值中的每一個包括指示所述單個線圈的阻抗變化的線圈損耗測量值，所述變化由當所述單個線圈被放置在所述標本附近并且用射頻能量激勵時在所述標本中感應的渦電流導致。3.根據權利要求1所述的方法，其中在所述單個線圈被安裝到平移裝置的同時，獲得所述多個線圈性質測量值，所述平移裝置被構造成移動所述單個線圈到所述多個離散位置。4.根據權利要求3所述的方法，其中所述線圈定位數據從所述平移裝置獲得。5.根據權利要求1所述的方法，其中所述線圈定位數據至少部分地基于一個或多個傳感器生成的數據而確定。6.根據權利要求1所述的方法，其中所述線圈定位數據至少部分地基于位于具有單個線圈的線圈裝置的表面上的圖形的捕獲圖像而確定。7.根據權利要求1所述的方法，其中所述模型將所述單個線圈的阻抗變化與多個參數相關聯，所述多個參數至少包括所述標本的電導率分布以及所述單個線圈相對于所述標本的定位和取向。8.根據權利要求1所述的方法，其中所述電磁性質圖是所述標本的三維電導率圖。9.根據權利要求1所述的方法，其中所述三維電磁性質圖使用所述模型通過將所述標本離散化到有限元網格或柵格中而生成。10.根據權利要求1所述的方法，其中所述多個線圈性質測量值包括線圈性質測量值的多個數據集，所述多個數據集中的每一個得自不同時間的不同單個線圈。11.一種用于對人體組織標本進行磁感應斷層成像的系統，所述系統包括：具有單個線圈的線圈裝置，所述單個線圈包括多個同心導電環，所述多個同心導電環中的每一個具有不同的半徑，所述單個線圈被構造成獲得線圈損耗測量值；被構造成將所述單個線圈相對于所述標本定位在相對于所述標本的多個離散位置的平移裝置；包括一個或多個處理器和一個或多個存儲裝置的計算系統，所述一個或多個存儲裝置存儲計算機可讀指令，所述指令在由所述一個或多個處理器執行時導致所述一個或多個處理器執行運算，所述運算包括：訪問利用所述單個線圈針對所述標本獲得的多個線圈損耗測量值，所述多個線圈損耗測量值中的每一個利用所述單個線圈在相對于標本的多個離散位置中的一個處獲得；將線圈定位數據與所述多個線圈損耗測量值中的每一個相關聯，所述線圈定位數據指示針對每...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J·R·費爾德坎普，S·J·沙利文，
申請(專利權)人：金伯利克拉克環球有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US