本發明專利技術屬于生物醫學成像技術領域，具體涉及了一種基于振蕩梯度磁場編碼的磁粒子成像方法及設備，旨在解決磁粒子成像難以同時實現高分辨率和高信噪比的問題。本發明專利技術包括：對低頻梯度線圈通入正弦或余弦電流，產生梯度強度隨時間變化的振蕩梯度磁場；在振蕩梯度磁場上疊加均勻的高頻交變磁場，形成雙頻非均勻激勵磁場；利用雙頻非均勻激勵磁場激發磁粒子，產生混頻磁化響應信號；利用多通道接收線圈并行采集時域信號；對時域信號進行傅里葉變換得到頻率信號并對頻率信號進行互調頻率分量信號提取；結合提取后的互調頻率分量信號和系統矩陣計算得到磁粒子的濃度，進而實現磁粒子成像。本發明專利技術能實現高分辨率和高靈敏度的磁粒子成像。
【技術實現步驟摘要】
所屬的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的存儲裝置、處理裝置的具體工作過程及有關說明，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。本領域技術人員應該能夠意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的模塊、方法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結合來實現，軟件模塊、方法步驟對應的程序可以置于隨機存儲器（ram）、內存、只讀存儲器（rom）、電可編程rom、電可擦除可編程rom、寄存器、硬盤、可移動磁盤、cd-rom、或內所公知的任意其它形式的存儲介質中。為了清楚地說明電子硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以電子硬件還是軟件方式來執行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。本領域技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本專利技術的范圍。下面參考圖4，其示出了用于實現本申請方法、系統、設備實施例的服務器的計算機系統的結構示意圖。圖4示出的服務器僅僅是一個示例，不應對本申請實施例的功能和使用范圍帶來任何限制。如圖4所示，計算機系統包括中央處理單元(cpu，central?processing?unit)401，其可以根據存儲在只讀存儲器(rom，read?only?memory)402中的程序或者從存儲部分408加載到隨機訪問存儲器(ram，random?access?memory)403中的程序而執行各種適當的動作和處理。在ram?403中，還存儲有系統操作所需的各種程序和數據。cpu?401、rom?402以及ram403通過總線404彼此相連。輸入/輸出(i/o，input/output)接口405也連接至總線404。以下部件連接至i/o接口405：包括鍵盤、鼠標等的輸入部分406；包括諸如陰極射線管(crt，cathode?ray?tube)、液晶顯示器(lcd，liquid?crystal?display)等以及揚聲器等的輸出部分407；包括硬盤等的存儲部分408；以及包括諸如lan(局域網，local?areanetwork)卡、調制解調器等的網絡接口卡的通信部分409。通信部分409經由諸如因特網的網絡執行通信處理。驅動器410也根據需要連接至i/o接口405。可拆卸介質411，諸如磁盤、光盤、磁光盤、半導體存儲器等等，根據需要安裝在驅動器410上，以便于從其上讀出的計算機程序根據需要被安裝入存儲部分408。特別地，根據本公開的實施例，上文參考流程圖描述的過程可以被實現為計算機軟件程序。例如，本公開的實施例包括一種計算機程序產品，其包括承載在計算機可讀介質上的計算機程序，該計算機程序包含用于執行流程圖所示的方法的程序代碼。在這樣的實施例中，該計算機程序可以通過通信部分409從網絡上被下載和安裝，和/或從可拆卸介質411被安裝。在該計算機程序被中央處理單元(cpu)401執行時，執行本申請的方法中限定的上述功能。需要說明的是，本申請上述的計算機可讀介質可以是計算機可讀信號介質或者計算機可讀存儲介質或者是上述兩者的任意組合。計算機可讀存儲介質例如可以是——但不限于——電、磁、光、電磁、紅外線、或半導體的系統、裝置或器件，或者任意以上的組合。計算機可讀存儲介質的更具體的例子可以包括但不限于：具有一個或多個導線的電連接、便攜式計算機磁盤、硬盤、隨機訪問存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、可擦式可編程只讀存儲器(eprom或閃存)、光纖、便攜式緊湊磁盤只讀存儲器(cd-rom)、光存儲器件、磁存儲器件、或者上述的任意合適的組合。在本申請中，計算機可讀存儲介質可以是任何包含或存儲程序的有形介質，該程序可以被指令執行系統、裝置或者器件使用或者與其結合使用。而在本申請中，計算機可讀的信號介質可以包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數據信號，其中承載了計算機可讀的程序代碼。這種傳播的數據信號可以采用多種形式，包括但不限于電磁信號、光信號或上述的任意合適的組合。計算機可讀的信號介質還可以是計算機可讀存儲介質以外的任何計算機可讀介質，該計算機可讀介質可以發送、傳播或者傳輸用于由指令執行系統、裝置或者器件使用或者與其結合使用的程序。計算機可讀介質上包含的程序代碼可以用任何適當的介質傳輸，包括但不限于：無線、電線、光纜、rf等等，或者上述的任意合適的組合?？梢砸砸环N或多種程序設計語言或其組合來編寫用于執行本申請的操作的計算機程序代碼，上述程序設計語言包括面向對象的程序設計語言—諸如java、smalltalk、c++，還包括常規的過程式程序設計語言—諸如“c”語言或類似的程序設計語言。程序代碼可以完全地在用戶計算機上執行、部分地在用戶計算機上執行、作為一個獨立的軟件包執行、部分在用戶計算機上部分在遠程計算機上執行、或者完全在遠程計算機或服務器上執行。在涉及遠程計算機的情形中，遠程計算機可以通過任意種類的網絡——包括局域網(lan)或廣域網(wan)—連接到用戶計算機，或者，可以連接到外部計算機(例如利用因特網服務提供商來通過因特網連接)。附圖中的流程圖和框圖，圖示了按照本申請各種實施例的系統、方法和計算機程序產品的可能實現的體系架構、功能和操作。在這點上，流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程序段、或代碼的一部分，該模塊、程序段、或代碼的一部分包含一個或多個用于實現規定的邏輯功能的可執行指令。也應當注意，在有些作為替換的實現中，方框中所標注的功能也可以以不同于附圖中所標注的順序發生。例如，兩個接連地表示的方框實際上可以基本并行地執行，它們有時也可以按相反的順序執行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執行規定的功能或操作的專用的基于硬件的系統來實現，或者可以用專用硬件與計算機指令的組合來實現。術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不是用于描述或表示特定的順序或先后次序。術語“包括”或者任何其它類似用語旨在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備/裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其它要素，或者還包括這些過程、方法、物品或者設備/裝置所固有的要素。至此，已經結合附圖所示的優選實施方式描述了本專利技術的技術方案，但是，本領域技術人員容易理解的是，本專利技術的保護范圍顯然不局限于這些具體實施方式。在不偏離本專利技術的原理的前提下，本領域技術人員可以對相關技術特征做出等同的更改或替換，這些更改或替換之后的技術方案都將落入本專利技術的保護范圍之內。
技術介紹
1、磁粒子是一種具有超順磁性的顆粒，近年來其作為一種新型的醫學成像示蹤劑在腫瘤檢測、磁粒子熱療、靶向給藥等臨床問題中被廣泛研究和應用。傳統磁粒子成像（mpi）方法依靠一種恒定梯度強度的靜態梯度磁場進行空間編碼，該恒定梯度磁場能在視場中心產生一個穩定的無磁場區域（ffr）。根據磁化飽和效應，在ffr及附近位置的磁粒子能在均勻的高頻交變磁場激發下產生動態磁化響應，而遠離ffr的磁粒子被強磁場飽和難以產生動態磁化響應。因此，在靜態梯度磁場和激發磁場的基礎上再疊加不同方向的偏置磁場，即可移動本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于振蕩梯度磁場編碼的磁粒子成像方法，應用于磁粒子成像設備；所述磁粒子成像設備包括低頻梯度線圈、高頻激勵線圈、多通道接收線圈；其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于振蕩梯度磁場編碼的磁粒子成像方法，其特征在于，所述均勻的高頻交變磁場的交變頻率?大于所述振蕩梯度磁場的振蕩頻率。
3.根據權利要求1所述的基于振蕩梯度磁場編碼的磁粒子成像方法，其特征在于，所述振蕩梯度磁場為：
4.根據權利要求1所述的基于振蕩梯度磁場編碼的磁粒子成像方法，其特征在于，所述雙頻非均勻激勵磁場為：
5.根據權利要求2所述的基于振蕩梯度磁場編碼的磁粒子成像方法，其特征在于，
6.根據權利要求5所述的基于振蕩梯度磁場編碼的磁粒子成像方法，其特征在于，所述多通道接收線圈并行采集所述磁粒子沿不同方向的混頻磁化響應信號的時域信號時，每次的采集時間為的整倍數；表示振蕩梯度磁場的振蕩頻率。
7.根據權利要求6所述的基于振蕩梯度磁場編碼的磁粒子成像方法，其特征在于，對所述頻率信號提取互調頻率分量信號，其方法為：
8.根據權利要求6所述的基于振蕩梯度磁場編碼的磁粒子成像方法，其特征在于，實現磁粒子成像的方法為：
9.一種基于振蕩梯度磁場編碼的磁粒子成像設備，基于上述權利要求1-7任一項所述的基于振蕩梯度磁場編碼的磁粒子成像方法，其特征在于，所述系統包括：
10.一種基于振蕩梯度磁場編碼的磁粒子成像設備，其特征在于，若所述振蕩梯度磁場發生器包括一對低頻梯度線圈，所述多通道磁感應接收器包括三組獨立通道的且軸向相互正交的接收線圈；
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【技術特征摘要】
1.一種基于振蕩梯度磁場編碼的磁粒子成像方法，應用于磁粒子成像設備；所述磁粒子成像設備包括低頻梯度線圈、高頻激勵線圈、多通道接收線圈；其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于振蕩梯度磁場編碼的磁粒子成像方法，其特征在于，所述均勻的高頻交變磁場的交變頻率?大于所述振蕩梯度磁場的振蕩頻率。
3.根據權利要求1所述的基于振蕩梯度磁場編碼的磁粒子成像方法，其特征在于，所述振蕩梯度磁場為：
4.根據權利要求1所述的基于振蕩梯度磁場編碼的磁粒子成像方法，其特征在于，所述雙頻非均勻激勵磁場為：
5.根據權利要求2所述的基于振蕩梯度磁場編碼的磁粒子成像方法，其特征在于，
6.根據權利要求5所述的基于振蕩梯度磁場編碼的磁粒子成像方法，其特征在于，所述多...
【專利技術屬性】
技術研發人員：田捷，劉晏君，李光輝，安羽，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：
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