基于邊界聲源的磁聲電導率重建.pdf

1、磁感應磁聲成像(MAT-MI)是一種兼有電阻抗成像高對比度和超聲成像高空間分辨率特點的生物組織電阻抗成像新方法。在磁感應磁聲成像中，用來接收磁聲信號的換能器在信號采集和圖像重建中起著至關(guān)重要的作用。為了優(yōu)化信號采集，本研究基于聲偶極輻射理論和換能器的指向性，理論推導了所接收磁聲聲壓的理論公式，對圓柱模型進行了磁聲聲壓的數(shù)值仿真，對不同口徑和帶寬的平面活塞換能器所測量到的磁聲信號分布進行模擬，并且通過實際實驗中對接收到鋁箔圓柱模型的波形測

2、量，分析換能器特性對磁聲信號的影響，優(yōu)化換能器的選擇。研究結(jié)果證明大口徑、寬帶換能器檢測到的磁聲邊界聲壓尖銳清晰，能準確反映洛倫茲力的導數(shù)，有利于物體邊界聲源法向聲壓的提取和物體內(nèi)部電導率分布的重建。測量距離為5-10倍模型半徑時，換能器所接收到的磁聲信號具有較好的峰值聲壓比PPR和信噪比SNR，能有效提高重建圖像的精度和對比度。另外，為了提高接收信號的信噪比和精確度，利用維納濾波算法對實驗中換能器接收到的磁聲波形進行濾波，并對方形鋁箔

3、模型的掃描信號進行信號提取和成像，明顯提高了波形的信噪比和圖像的對比度。
　　根據(jù)磁聲檢測中換能器的選擇，大口徑強指向性換能器能夠較為準確地接收邊界磁聲法向聲壓，可以通過換能器接收到磁聲信號的波簇的幅度和相位提取出磁聲邊界法向聲壓，進一步實現(xiàn)物體內(nèi)部電導率的分布的重建。本文基于磁聲成像的正問題，進行了物體內(nèi)部電導率分布重建公式的推導，明確了重建中聲壓和聲壓導數(shù)的物理意義，并通過數(shù)值計算對雙層偏心圓柱組織模型進行了聲壓的模擬和電導率

4、分布的重建，所得的二維電導率分布圖和模型所掃描層的電阻抗分布具有較高的一致性，同時解決了傳統(tǒng)磁聲成像只能獲得組織邊界的問題，證明了本算法的可行性。另外通過模型不同邊界間距的設定，計算聲壓和波形、提取法向聲壓和重建電導率分布圖像，證明該方法的電導率圖像重建分辨率約為1.5mm（半波長）。
　　本研究為磁感應磁聲成像中換能器的選擇和應用，物體內(nèi)部電導率的重建提供了理論和實驗依據(jù)，對提高信噪比和圖像清晰度以及電阻抗重建的精確度有著積極的