[发明专利]一种基于永磁体旋转扫描的三维磁粒子成像设备及方法

权利要求书

1.一种基于永磁体旋转扫描的三维磁粒子成像设备，其特征在于，包括：由同轴的圆筒形内壳和圆筒形外壳组成的壳体、位于所述内壳与所述外壳之间的旋转体、以及分别与所述壳体和所述旋转体固定连接的旋转位移装置；其中，

所述磁粒子成像检测设备的成像空间为圆柱形，所述内壳、所述外壳和所述成像空间同轴；

所述旋转体包括关于所述壳体的轴线对称平行设置的第一永磁体对和第二永磁体对、位于所述第一永磁体对与所述第二永磁体对之间且关于所述壳体的轴线对称平行设置的第一激励驱动线圈和第二激励驱动线圈、以及位于所述第一激励驱动线圈与所述第二激励驱动线圈之间且关于所述壳体的轴线对称平行设置的第一接收线圈和第二接收线圈；其中，所述第一永磁体对包括沿轴向并排设置的两个第一永磁体，每个第一永磁体包括层叠的N极和S极且S极在外N极在内；所述第二永磁体对包括沿轴向并排设置的两个第二永磁体，每个第二永磁体包括层叠的N极和S极且S极在外N极在内；所述旋转体关于所述壳体的径向对称，在径向的对称线与轴线的交点处产生无磁场线；所述第一激励驱动线圈与第一信号发生器连接，所述第一信号发生器用于对所述第一激励驱动线圈施加高频激励正弦电流，所述第二激励驱动线圈与第二信号发生器连接，所述第二信号发生器用于对所述第二激励驱动线圈施加高频激励正弦电流；所述第一接收线圈依次与第一陷波滤波器、第一放大器和第一A/D转换器连接，所述第二接收线圈依次与第二陷波滤波器、第二放大器和第二A/D转换器连接，两个陷波滤波器的陷波频率与所述高频激励正弦电流的频率相同；

所述旋转位移装置用于带动所述旋转体在所述内壳与所述外壳之间沿轴向移动同时以轴向为中心沿周向旋转，从而带动所述无磁场线在所述成像空间内沿轴向移动同时以轴向为中心沿周向旋转，所述无磁场线的移动范围覆盖所述成像空间。

2.如权利要求1所述的基于永磁体旋转扫描的三维磁粒子成像设备，其特征在于，所述旋转位移装置，包括：与所述壳体内表面固定连接的条形轨道、在所述条形轨道上滑动的第一滑块，与所述第一滑块固定连接的圆形轨道、在所述圆形轨道上滑动且与所述旋转体固定连接的第二滑块、以及电机；其中，

所述电机，用于带动所述旋转体在所述内壳与所述外壳之间沿所述条形轨道移动同时沿所述圆形轨道旋转。

3.如权利要求1所述的基于永磁体旋转扫描的三维磁粒子成像设备，其特征在于，所述第一信号发生器还用于对所述第一激励驱动线圈施加低频驱动正弦电流，所述第二信号发生器还用于对所述第二激励驱动线圈施加低频驱动正弦电流，从而带动所述无磁场线在所述成像空间内沿径向的对称线方向移动。

4.如权利要求1所述的基于永磁体旋转扫描的三维磁粒子成像设备，其特征在于，所述第一永磁体对和所述第二永磁体对产生的无磁场线的长度大于或等于所述成像空间沿径向的直径。

5.如权利要求1所述的基于永磁体旋转扫描的三维磁粒子成像设备，其特征在于，所述第一接收线圈、所述第一陷波滤波器、所述第一放大器和所述第一A/D转换器之间，通过bnc接口连接；

所述第二接收线圈、所述第二陷波滤波器、所述第二放大器和所述第二A/D转换器之间，通过bnc接口连接。

6.如权利要求1所述的基于永磁体旋转扫描的三维磁粒子成像设备，其特征在于，所述第一陷波滤波器和所述第二陷波滤波器均为双T型陷波滤波器。

7.如权利要求1所述的基于永磁体旋转扫描的三维磁粒子成像设备，其特征在于，所述第一激励驱动线圈和所述第二激励驱动线圈，分别由绞合线制成。

8.如权利要求1所述的基于永磁体旋转扫描的三维磁粒子成像设备，其特征在于，所述第一接收线圈和所述第二接收线圈，分别由多圈铜线缠制而成。