[发明专利]一种基于超声激励的扇形扫描磁声电成像装置与方法

权利要求书

1.一种基于超声激励的扇形扫描磁声电成像装置，包括成像装置和图像重建模块，成像装置对待测生物组织进行激励，将采集到的磁声电信号直接传输给图像重建模块，经图像重建模块进行处理后得到待测物体的电导率图像；其特征在于：

所述的成像装置包括声场激励模块、磁场激励模块和信号检测模块；

所述的声场激励模块包括超声驱动激励源、超声换能器和耦合水囊；超声换能器的一端连接超声驱动激励源，另一端与耦合水囊直接接触；超声驱动激励源为电压源信号，通过传输线传导至超声换能器，经超声换能器发射出超声波；耦合水囊中充满介质水，填充于超声换能器和待测生物组织之间的空间中，用以减小超声波的衰减，使超声波作用于待测生物组织；

所述信号检测模块包括信号检测电极、前置信号放大电路、信号滤波电路、后置信号放大电路和信号采集电路；经声场激励和磁场激励后，待测目标组织会产生微弱的动生电流，信号检测电极与待测生物组织直接接触，以检测动生电流，将检测到的信号传至前置信号放大电路进行放大处理，经放大后的信号传入信号滤波电路，以滤除掉信号中的噪声，经滤除噪声后的信号传入后置信号放大电路进行二次放大，便于信号采集电路的采集，然后将二次放大后的信号传入信号采集电路进行采集，信号采集电路将采集到的信号传至图像重建模块；

所述图像重建模块根据信号采集电路采集到的经二级放大和滤波后的待测生物组织的磁声电电压信号，进行电导率分布的重建。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声激励的扇形扫描磁声电成像装置，其特征在于：超声驱动激励源产生的激励信号包括脉冲激励信号、连续波调频信号和调制激励信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于超声激励的扇形扫描磁声电成像装置，其特征在于：所述超声换能器选用超声换能器阵列或单一的超声换能器；所述超声换能阵列以扫描参考点为圆心呈扇形排列，以实现不同角度的激励，且不同超声换能器之间的间隔角度为固定的，或是不固定的，通过小于180°的超声换能阵列实现对待测生物组织的全覆盖，并且所有超声换能器仅需激励一次，通过信号检测电极获取所需待测生物组织所有的信息；所述单一的超声换能器通过旋转来控制发射角度实现大角度的激励。

4.根据权利要求1所述的一种基于超声激励的扇形扫描磁声电成像装置，其特征在于：

所述磁场激励模块选用开放式磁体结构，放置于待测生物组织周围，用以产生静磁场，所述开放式磁体结构包括永磁体、电磁体、超导磁体，所述静磁场包括均匀磁场和非均匀磁场。

5.根据权利要求1所述的一种基于超声激励的扇形扫描磁声电成像装置，其特征在于：检测电极使用金属电极，或乏极化电极。

6.根据权利要求1所述的一种基于超声激励的扇形扫描磁声电成像装置，其特征在于：所述的信号滤波电路使用包括巴特沃斯滤波器、FIR滤波器、维纳滤波器或自适应滤波器滤波电路在内的多种滤波电路之一；

图像重建模块根据信号采集电路采集到的经二级放大和滤波后的待测生物组织的磁声电电压信号，进行电导率分布的重建。

7.一种利用权利要求1-6之一的装置进行的基于超声激励的扇形扫描磁声电成像方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、声场激励模块的超声驱动激励源产生激励信号，作用于超声换能器，超声换能器通过耦合水囊和待测生物组织耦合；

步骤2、超声换能器发射超声波，激励待测生物组织，引起待测生物组织产生振动；

步骤3、磁场激励模块在待测生物组织区域内产生静磁场，待测生物组织中振动的离子在磁场的作用下受到洛伦兹力的作用会发生偏转，进而导致正负电荷或离子的分离和集中，从而在待测生物组织中形成局部电场，产生局部生物电流；

步骤4、信号检测电极直接与待测生物组织接触，测量上述生物电流，经前置放大、滤波处理、后置方法后由信号采集电路进行采集，随后传输给图像重建模块；

步骤5、图像重建模块根据已知的由磁场激励模块产生的静磁场分布信息和由信号采集电路采集到的磁声电电压信号，采用图像重构算法进行处理，实现对待测生物组织电导率分布的重建。