[发明专利]基于预极化的磁纳米粒子成像系统及方法

权利要求书

1.一种基于预极化的磁纳米粒子成像系统，其特征在于，所述磁纳米粒子成像系统包括：

电磁线圈模块包括一组预极化线圈、一组梯度和水平扫描线圈、一组激励和垂直扫描线圈以及一组非差分接收线圈，用于进行磁纳米粒子的半饱和状态预极化、激发磁场并沿水平和垂直方向空间编码，以及感应磁化强度变化；

信号采集和图像重建模块，用于采集成像目标的三维断层扫描过程中所述一组非差分接收线圈的感应电压信号，并基于所述感应电压信号，进行磁纳米粒子成像重建。

2.根据权利要求1所述的基于预极化的磁纳米粒子成像系统，其特征在于，所述一组预极化线圈，通入直流电流后，在视场断层面内产生同向且均匀的预极化场，用于使视场内部的磁纳米粒子处于半饱和磁化状态。

3.根据权利要求2所述的基于预极化的磁纳米粒子成像系统，其特征在于，所述一组预极化线圈为亥姆霍兹线圈结构或螺线管结构。

4.根据权利要求1所述的基于预极化的磁纳米粒子成像系统，其特征在于，所述一组梯度和水平扫描线圈，通入直流和低频交变电流后，沿视场水平方向产生动态梯度磁场，用于沿视场水平方向进行空间编码。

5.根据权利要求4所述的基于预极化的磁纳米粒子成像系统，其特征在于，所述一组梯度和水平扫描线圈为麦克斯韦线圈结构。

6.根据权利要求1所述的基于预极化的磁纳米粒子成像系统，其特征在于，所述一组激励和垂直扫描线圈，通入高频交变电流和低频交变电流后，用于驱动磁纳米粒子偏转并沿视场垂直方向进行空间编码。

7.根据权利要求6所述的基于预极化的磁纳米粒子成像系统，其特征在于，所述一组激励和垂直扫描线圈为亥姆霍兹线圈结构。

8.根据权利要求1所述的基于预极化的磁纳米粒子成像系统，其特征在于，所述一组非差分接收线圈的绕线方向相同，与所述一组预极化线圈同轴，用于感应磁纳米粒子偏转导致的水平磁化强度的变化。

9.根据权利要求8所述的基于预极化的磁纳米粒子成像系统，其特征在于，所述一组非差分接收线圈为螺线管结构。

10.一种基于预极化的磁纳米粒子成像方法，其特征在于，所述磁纳米粒子成像方法包括：

沿视场水平方向配置均匀的预极化场，使视场内的磁纳米粒子达到半饱和磁化状态，磁化方向与所述预极化场一致；

沿视场垂直方向配置均匀的激励磁场，使视场内的半饱和磁化状态下的磁纳米粒子沿垂直方向往复偏转；

沿视场水平方向配置接收线圈，感应磁纳米粒子偏转引起的水平方向磁化脉冲信号；所述变化信号的频率为所述激励磁场频率的2倍；

沿视场水平方向配置动态梯度磁场，进行沿水平方向的空间编码和感应电压信号采集；沿视场垂直方向配置低频扫描磁场，进行沿垂直方向的空间编码和感应电压信号采集；

分别提取感应电压信号的谐波分量后，将谐波分量的幅值分别投影至空间编码轨迹，实现磁纳米粒子成像重建。