CN111175371A - 二维聚焦扫描的磁声成像装置 - Google Patents
二维聚焦扫描的磁声成像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111175371A CN111175371A CN202010028022.4A CN202010028022A CN111175371A CN 111175371 A CN111175371 A CN 111175371A CN 202010028022 A CN202010028022 A CN 202010028022A CN 111175371 A CN111175371 A CN 111175371A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sample
- dimensional
- magnetoacoustic
- scanning
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 31
- 238000013519 translation Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 79
- 238000011503 in vivo imaging Methods 0.000 abstract description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000013399 early diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/725—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables by using magneto-acoustical effects or the Barkhausen effect
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
一种二维聚焦扫描的磁声成像装置，包括依次串联连接的激励源、锁相放大器、采集卡和用于存储采集卡所采集的测量数据并显示重建的磁声图像的计算机，被测样本设置在二维平移台上，用于实现对被测样本的二维扫描，被测样本相对应的两个边侧分别设置有磁铁N极和磁铁S极，被测样本另外两个相对应的边侧分别设置有正电极和负电极，正电极连接激励源，负电极接地，激励电极的方向与静磁场的方向垂直，被测样本的上方设置有扫描组件，扫描组件的输出端连接锁相放大器。本发明通过对层状样本在电流激励下产生的磁声信号进行二维的聚焦扫描和微弱信号检测，能够实现由样本表面拾取高精度磁声信号，提高磁声成像图像质量，对实现在体成像具有积极意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁声成像装置。特别是涉及一种二维聚焦扫描的磁声成像装置。
背景技术
磁声成像是新型组织电特性功能成像方法，该方法通过将组织的电特性参数转化为声信号响应，实现肿瘤早期诊断等医学应用。该方法由于将电磁场转化成为声波，可实现毫米级别的组织功能成像的空间分辨率，有利于实现高精度的组织的电导率成像。
目前常用的圆周扫描方式相对复杂，且施加激励的信号线等会产生噪声，影响检测和成像质量，特别是对于薄层状组织，圆周扫描。因此研究设计新型扫描方式的磁声成像装置，对于提高图像质量，实现在体成像具有积极意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够提高图像质量，实现在体成像的二维聚焦扫描的磁声成像装置。
本发明所采用的技术方案是：一种二维聚焦扫描的磁声成像装置，包括依次串联连接的用于提供连续波激励信号的激励源、用于检测被测样本的微弱磁声信号的幅度测量数据的锁相放大器、用于采集锁相放大器输出的幅度测量数据的采集卡和用于存储采集卡所采集的测量数据并显示重建的磁声图像的计算机，所述的被测样本设置在二维平移台上，用于使被测样本在x、y方向进行二维运动，实现对被测样本的二维扫描，所述被测样本相对应的两个边侧分别设置有用于产生静磁场的磁铁N极和磁铁S极，所述被测样本另外两个相对应的边侧分别设置有正电极和负电极，所述的正电极连接所述的激励源，用于将激励源的激励信号施加于被测样本上，所述负电极接地，激励电极的方向与静磁场的方向垂直，所述被测样本的上方设置有用于对被测样本进行二维扫描获取磁声信号的扫描组件，所述扫描组件的输出端连接所述锁相放大器。
所述的扫描组件包括有设置在所述被测样本上方的用于聚焦被测样本对应位置声束的声透镜组，所述声透镜组的上方设置有用于测量被测样本对应位置聚焦点产生的磁声信号的声探头，所述声探头的输出端连接所述锁相放大器。
所述声透镜组由上至下设置有2个。
所述的声透镜组和声探头分别固定在一个用于调节声探头以及声透镜组中各透镜的z轴位置，使声束聚焦于一点的调节装置。
所述调节装置的控制端连接所述计算机，所述的计算机根据所接收的被测样本的幅度测量数据控制调节装置的调节。
所述二维平移台上固定设置有底座，所述的被测样本以及位于被测样本两个对应边侧的正电极和负电极设置在所述的底座上，位于被测样本另外两个对应边侧的磁铁N极和磁铁S极固定在所述的二维平移台上。
本发明的二维聚焦扫描的磁声成像装置，通过对层状样本在电流激励下产生的磁声信号进行二维的聚焦扫描和微弱信号检测，能够实现由样本表面拾取高精度磁声信号，提高磁声成像图像质量，对实现在体成像具有积极意义。
附图说明
图1是本发明二维聚焦扫描的磁声成像装置的整体结构示意图；
图2是本发明中对被测样本进行扫描测量过程的示意图。
图中
1：激励源 2：锁相放大器
3：采集卡 4：计算机
5：正电极 6：负电极
7：二维平移台 8：底座
9：磁铁N极 10：磁铁S极
11：声透镜组 12：声探头
13：调节装置 14：被测样本
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的二维聚焦扫描的磁声成像装置做出详细说明。
如图1所示，本发明的二维聚焦扫描的磁声成像装置，包括依次串联连接的用于提供连续波激励信号的激励源1、用于检测被测样本14的微弱磁声信号的幅度测量数据的锁相放大器2、用于采集锁相放大器2输出的幅度测量数据的采集卡3和用于存储采集卡3所采集的测量数据并显示重建的磁声图像的计算机4，所述的被测样本14设置在二维平移台7上，用于使被测样本14在x、y方向进行二维运动，实现对被测样本14的二维扫描，所述被测样本14相对应的两个边侧分别设置有用于产生静磁场的磁铁N极9和磁铁S极10，所述被测样本14另外两个相对应的边侧分别设置有正电极5和负电极6，所述正电极5和负电极6为矩形条状，与被测样本尺寸匹配，所述的正电极5连接所述的激励源1，用于将激励源1的激励信号施加于被测样本14上，所述负电极6接地，使激励电极的方向与静磁场的方向垂直，所述被测样本14的上方设置有用于对被测样本14进行二维扫描获取磁声信号的扫描组件，所述扫描组件的输出端连接所述锁相放大器2。
如图1、图2所示，所述的扫描组件包括有设置在所述被测样本14上方的用于聚焦被测样本14对应位置声束的声透镜组11，所述声透镜组11的上方设置有用于测量被测样本14对应位置聚焦点产生的磁声信号的声探头12，所述声探头12的输出端连接所述锁相放大器2。所述声透镜组11由上至下设置有2个以上。所述的声透镜组11和声探头12分别固定在一个用于调节声探头12以及声透镜组11中各透镜的z轴位置，使声束聚焦于一点的调节装置13。
所述调节装置13的控制端连接所述计算机4，所述的计算机4控制调节装置，设两个声聚焦透镜焦距为F1和F2，两个透镜间距为D，则调节最近的透镜与样本距离为F＝F1*F2/(F1+F2-D)。
所述二维平移台7上固定设置有底座8，所述的被测样本14以及位于被测样本14两个对应边侧的正电极5和负电极6设置在所述的底座8上，位于被测样本14另外两个对应边侧的磁铁N极9和磁铁S极10固定在所述的二维平移台7上。
如图2所示，本发明的二维聚焦扫描的磁声成像装置对被测样本14进行检测时，将被测样本14划分为若干区域，所述调节装置13控制声探头12和声透镜组11在被测样本14表面进行二维扫描。所述声探头12与所述锁相放大器2连接，同时锁相放大器2与激励源1同步。由锁相放大器2检测声信号，经由所述采集卡3进行数据采集，传入计算机4，由计算机4记录二位平移台7的x，y二维位置和测量的声信号幅度。最后由计算机根据各二维扫描x，y位置的声信号幅度重建图像。
本发明实施例中，激励源可采用NF公司的WF1973函数发生器实现。锁相放大器可采用NF公司的LI5620数字锁相放大器实现。采集卡可采用NI公司的PXI5122实现。声探头可采用Panametrics公司的A303SU实现，声透镜采用STP公司的CRYSTAL声透镜实现。调节装置采用大恒光电GCM-085820M实现，二维平移台可采用MGN7C导轨制作，磁铁N极和磁铁S极可采用N35强磁铁实现，正电极和负电极可采用铜箔制作，底座可采用聚四氟乙烯板制作。二维平移台采用大恒光电的GCM120302AM实现。
本发明的二维聚焦扫描的磁声成像装置工作过程是，
将待成像的被测样本水平放置于所述底座上，底座放置于所述磁铁N极和磁铁S极之间，底座和磁铁N极和磁铁S极固定于所述二维平移台。通过所述正电极和负电极将所述激励源的激励信号施加于被测样本上，使激励电极的方向与静磁场的方向垂直。调节所述调节装置，控制所述声探头和所述声透镜组中各透镜的z轴位置，使聚焦声束于一点。同时由二维平移台调节x、y位置。将被测样本划分为若干区域，所述二位平移台控制声探头和透镜组在被测样本表面进行二维扫描。所述声探头与所述锁相放大器连接，同时锁相放大器与激励源同步。由锁相放大器检测声信号，经由所述采集卡进行数据采集，传入计算机，由计算机记录二位平移台的x，y二维位置和测量的声信号幅度。最后由计算机根据各二维扫描x，y位置的声信号幅度重建图像。
本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种二维聚焦扫描的磁声成像装置，包括依次串联连接的用于提供连续波激励信号的激励源(1)、用于检测被测样本(14)的微弱磁声信号的幅度测量数据的锁相放大器(2)、用于采集锁相放大器(2)输出的幅度测量数据的采集卡(3)和用于存储采集卡(3)所采集的测量数据并显示重建的磁声图像的计算机(4)，其特征在于，所述的被测样本(14)设置在二维平移台(7)上，用于使被测样本(14)在x、y方向进行二维运动，实现对被测样本(14)的二维扫描，所述被测样本(14)相对应的两个边侧分别设置有用于产生静磁场的磁铁N极(9)和磁铁S极(10)，所述被测样本(14)另外两个相对应的边侧分别设置有正电极(5)和负电极(6)，所述的正电极(5)连接所述的激励源(1)，用于将激励源(1)的激励信号施加于被测样本(14)上，所述负电极(6)接地，激励电极的方向与静磁场的方向垂直，所述被测样本(14)的上方设置有用于对被测样本(14)进行二维扫描获取磁声信号的扫描组件，所述扫描组件的输出端连接所述锁相放大器(2)。
2.根据权利要求1所述的二维聚焦扫描的磁声成像装置，其特征在于，所述的扫描组件包括有设置在所述被测样本(14)上方的用于聚焦被测样本(14)对应位置声束的声透镜组(11)，所述声透镜组(11)的上方设置有用于测量被测样本(14)对应位置聚焦点产生的磁声信号的声探头(12)，所述声探头(12)的输出端连接所述锁相放大器(2)。
3.根据权利要求2所述的二维聚焦扫描的磁声成像装置，其特征在于，所述声透镜组(11)由上至下设置有2个。
4.根据权利要求2所述的二维聚焦扫描的磁声成像装置，其特征在于，所述的声透镜组(11)和声探头(12)分别固定在一个用于调节声探头(12)以及声透镜组(11)中各透镜的z轴位置，使声束聚焦于一点的调节装置(13)。
5.根据权利要求4所述的二维聚焦扫描的磁声成像装置，其特征在于，所述调节装置(13)的控制端连接所述计算机(4)，所述的计算机(4)根据所接收的被测样本(14)的幅度测量数据控制调节装置的调节。
6.根据权利要求1所述的二维聚焦扫描的磁声成像装置，其特征在于，所述二维平移台(7)上固定设置有底座(8)，所述的被测样本(14)以及位于被测样本(14)两个对应边侧的正电极(5)和负电极(6)设置在所述的底座(8)上，位于被测样本(14)另外两个对应边侧的磁铁N极(9)和磁铁S极(10)固定在所述的二维平移台(7)上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010028022.4A CN111175371A (zh) | 2020-01-10 | 2020-01-10 | 二维聚焦扫描的磁声成像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010028022.4A CN111175371A (zh) | 2020-01-10 | 2020-01-10 | 二维聚焦扫描的磁声成像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111175371A true CN111175371A (zh) | 2020-05-19 |
Family
ID=70652673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010028022.4A Pending CN111175371A (zh) | 2020-01-10 | 2020-01-10 | 二维聚焦扫描的磁声成像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111175371A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112683992A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-20 | 中国医学科学院生物医学工程研究所 | 含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置及方法 |
| CN113729716A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-03 | 中国医学科学院生物医学工程研究所 | 一种小动物脑部磁声成像装置 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5212571A (en) * | 1991-11-22 | 1993-05-18 | Advanced Imaging Systems | Ultrasonic holographic imaging apparatus having zoom feature |
| US20090018432A1 (en) * | 2005-05-11 | 2009-01-15 | Bin He | Methods and apparatus for imaging with magnetic induction |
| US20090024038A1 (en) * | 2007-07-16 | 2009-01-22 | Arnold Stephen C | Acoustic imaging probe incorporating photoacoustic excitation |
| US20100298688A1 (en) * | 2008-10-15 | 2010-11-25 | Dogra Vikram S | Photoacoustic imaging using a versatile acoustic lens |
| CN102085096A (zh) * | 2010-12-13 | 2011-06-08 | 中国医学科学院生物医学工程研究所 | 注入电流式磁声耦合成像装置 |
| CN105092693A (zh) * | 2015-08-19 | 2015-11-25 | 中国医学科学院生物医学工程研究所 | 一种基于脉冲编码的磁声成像信号处理装置及处理方法 |
| CN105842332A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-08-10 | 深圳大学 | 一种基于低频机械振动激励的磁声电成像系统 |
| CN106037638A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-10-26 | 中国医学科学院生物医学工程研究所 | 一种去除热声效应影响的电导率磁声成像装置及成像方法 |
| CN107260170A (zh) * | 2017-01-26 | 2017-10-20 | 中国医学科学院生物医学工程研究所 | 一种基于磁声耦合效应的电刺激电流实时监测装置及方法 |
-
2020
- 2020-01-10 CN CN202010028022.4A patent/CN111175371A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5212571A (en) * | 1991-11-22 | 1993-05-18 | Advanced Imaging Systems | Ultrasonic holographic imaging apparatus having zoom feature |
| US20090018432A1 (en) * | 2005-05-11 | 2009-01-15 | Bin He | Methods and apparatus for imaging with magnetic induction |
| US20090024038A1 (en) * | 2007-07-16 | 2009-01-22 | Arnold Stephen C | Acoustic imaging probe incorporating photoacoustic excitation |
| US20100298688A1 (en) * | 2008-10-15 | 2010-11-25 | Dogra Vikram S | Photoacoustic imaging using a versatile acoustic lens |
| CN102085096A (zh) * | 2010-12-13 | 2011-06-08 | 中国医学科学院生物医学工程研究所 | 注入电流式磁声耦合成像装置 |
| CN105092693A (zh) * | 2015-08-19 | 2015-11-25 | 中国医学科学院生物医学工程研究所 | 一种基于脉冲编码的磁声成像信号处理装置及处理方法 |
| CN105842332A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-08-10 | 深圳大学 | 一种基于低频机械振动激励的磁声电成像系统 |
| CN106037638A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-10-26 | 中国医学科学院生物医学工程研究所 | 一种去除热声效应影响的电导率磁声成像装置及成像方法 |
| CN107260170A (zh) * | 2017-01-26 | 2017-10-20 | 中国医学科学院生物医学工程研究所 | 一种基于磁声耦合效应的电刺激电流实时监测装置及方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| HAN WEN: "Volumetric Hall Effect Tomography- A Feasibility Study", 《ULTRASONIC IMAGING》 * |
| 张顺起等: "频域磁声耦合成像逆问题初步研究", 《中国生物医学工程学报》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112683992A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-20 | 中国医学科学院生物医学工程研究所 | 含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置及方法 |
| CN112683992B (zh) * | 2020-12-22 | 2022-05-17 | 中国医学科学院生物医学工程研究所 | 含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置及方法 |
| CN113729716A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-03 | 中国医学科学院生物医学工程研究所 | 一种小动物脑部磁声成像装置 |
| CN113729716B (zh) * | 2021-09-30 | 2024-06-21 | 中国医学科学院生物医学工程研究所 | 一种小动物脑部磁声成像装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3766210B2 (ja) | ３次元超音波画像化装置 | |
| CN105738476B (zh) | 超声波影像装置以及使用它的观察方法 | |
| CN115886773A (zh) | 基于磁场自由线的开放式三维磁粒子成像装置和方法 | |
| KR102485090B1 (ko) | 위치 제어 장치, 위치 제어 방법, 및 초음파 영상 시스템 | |
| US8907668B2 (en) | High-resolution scanning prism magnetometry | |
| CN111175371A (zh) | 二维聚焦扫描的磁声成像装置 | |
| CN116807440B (zh) | 基于垂直磁化的各向同性x空间磁粒子成像设备及方法 | |
| CN214539979U (zh) | 一种智能三维磁场测量仪系统 | |
| CN112666595A (zh) | 质子束流的测量装置和方法 | |
| CN113729716B (zh) | 一种小动物脑部磁声成像装置 | |
| KR101097830B1 (ko) | Ｓｅｍ 해상도 증대를 위한 주사파형 제어장치 및 방법 | |
| CN116047382A (zh) | 一种冷原子芯片磁场信号检测装置及检测方法 | |
| CN207923419U (zh) | 一种平行光检测装置及系统 | |
| CN118533970B (zh) | 一种基于激光超声的gis组件检测系统及方法 | |
| CN117547242B (zh) | 磁感应断层成像设备 | |
| CN111505107A (zh) | 一种磁声电成像图像重建方法及系统 | |
| CN113466339B (zh) | 结合深度相机的超声扫描显微镜全局对焦方法及装置 | |
| CN113558577B (zh) | 激光扫描成像方法、系统及存储介质 | |
| Rothbucher et al. | Measuring anthropometric data for HRTF personalization | |
| CN120294159B (zh) | 多通道超声波显微镜 | |
| US20230197400A1 (en) | Charged Particle Beam Device and Sample Observation Method | |
| Přibil et al. | Comparison of mechanical vibration and acoustic noise in the open-air MRI | |
| CN106653538A (zh) | 一种扫描带电粒子显微镜系统及振动补偿方法 | |
| CN115717930A (zh) | 一种机械振动振幅的测量方法及装置 | |
| JP2014020919A (ja) | 三次元測定装置の校正装置及び校正方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200519 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |