本发明专利技术公开了一种用于磁感应断层成像的激励测量复用线圈组及数据采集方法，将一组线圈围绕被测对象排列，中心共面，其中任一线圈既可作激励线圈又可作测量线圈；当某一线圈作激励线圈时其余线圈均作测量线圈；在激励线圈中通以交变电流，通过测量线圈检测涡流感应信号；然后依次遍历所有线圈分别作激励线圈而通过测量线圈检测测量信号，全部测量数据应用磁感应断层成像算法可重建被测对象线圈中心所在断层内的电阻抗分布图像。本发明专利技术在保持传统磁感应断层成像系统测量过程中线圈组和被测对象静止不动的前提下，在同一位置仅设置一个线圈，减少了一半的线圈个数，简化了线圈之间的耦合关系，有助于改善数据采集系统的测量精度和稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医学工程领域中的医学成像方法，涉及用非接触方式获得电阻抗断层成像的磁感应断层成像方法，具体涉及一种用于磁感应断层成像的激励测量复用线圈组及数据采集方法。
技术介绍
电阻抗断层成像是一种不同于传统的CT、MRI等的医学成像方法，它通过一组贴附在被测对象(如人体)某一断层表面的电极注入电流/电压然后测量响应电压/电流， 应用成像算法重建电极所在断层内部的电阻抗分布图像。磁感应断层成像是一种非接触式的电阻抗断层成像方法，它通过与被测对象不接触的线圈施加交变电流激励，并测量感应涡流所引起的磁场变化，经成像算法重建线圈所处断层内部的电阻抗分布图像。与电阻抗断层成像相比，磁感应断层成像同样是为了获得被测对象某一断层内的电阻抗分布，但是采用了非接触的传感器-线圈，因而在应用上更为便捷。根据申请人进行的资料检索，与本申请接近的技术有2项。一项为申请人2005 年申请的“非接触磁感应脑水肿监护方法”(非接触磁感应脑部电导率分布变化的监测方法)，该方法提出了几种利用磁感应原理监测脑部电导率分布变化的方法，其中包括一种磁感应断层成像方法，它采用的线圈系统为“数量等同的激励线圈和测量线圈呈圆形、等间隔排列在监测目标周围”，也即在同一个位置处包含两个线圈，一个为激励线圈，一个为测量线圈。另一项为重庆大学2007年申请的“一种高灵敏度的开放式磁感应成像测量装置”，该方法所用的线圈排列方式为呈圆弧形包围在被测对象外周，同一个位置包含3个线圈，中间一个为激励线圈，上下两个为差动测量线圈。以上两项申请中激励线圈和测量线圈均独立设置。现有的磁感应断层成像中所应用的线圈系统在同一个位置处有2或3个线圈，既包含激励线圈也包含测量线圈，这导致系统中的线圈数量较多，相互之间的耦合关系复杂， 在一定程度上影响了整个磁感应断层成像数据采集系统的性能。
技术实现思路
针对磁感应断层成像中线圈个数多的问题，本专利技术提出一种激励测量复用线圈组，在每一个位置仅设置一个线圈，任意一个线圈既可以作激励线圈又可以作测量线圈，依次选择某一个线圈作激励线圈，其余线圈为测量进行涡流感应信号检测，然后遍历所有线圈作激励线圈，获得与传统磁感应断层成像相同的测量数据，用于实现断层内的电阻抗图像重建。为实现上述任务，本专利技术采用如下技术解决方案予以实现一种用于磁感应断层成像的激励测量复用线圈组，其特征在于，包括多个具有相同参数的线圈，其特征在于，所述的多个线圈等间隔设置构成线圈组，该线圈组设置在支架上，其中任意一个线圈既可以作激励线圈又可以作测量线圈，当某一个线圈为激励线圈时其余线圈均为测量线圈。一种用于磁感应断层成像的激励测量复用线圈组的数据采集方法，其特征在于， 将一组线圈围绕被测对象排列，其中心在一个平面内，其中任意一个线圈既可以作激励线圈又可以作测量线圈，当某一个线圈为激励线圈时其余线圈均为测量线圈；在激励线圈中通以交变电流，所产生的交变磁场可在被测对象内部感应出交变涡流，该涡流与被测对象内部的电阻抗分布相关，通过不同位置的测量线圈可以检测涡流引起的磁场的变化；然后依次遍历所有线圈分别作激励线圈，通过测量线圈检测感应磁场的变化，全部测量数据应用磁感应断层成像算法重建被测对象线圈中心所在断层内的电阻抗分布图像。本专利技术的主要优点为同一个位置仅有一种线圈，可控制作激励线圈或者测量线圈，减少了一半的线圈个数，从而简化了线圈之间的耦合关系，有利于提升系统测量精度和稳定性，有助于改善磁感应断层成像的图像质量。附图说明图1为线圈组全包绕、圆形排列方式示意图。图2为线圈组全包绕、椭圆形排列方式示意图。图3为线圈组全包绕、轮廓线排列方式示意图。图4为线圈组半包绕、圆弧排列方式示意图。图5为线圈组半包绕、椭圆弧排列方式示意图。图6为线圈组半包绕、轮廓线排列方式示意图。图7为采用本专利技术的激励测量复用线圈组的磁感应断层成像数据采集系统原理框图，以16个线圈、全包围、圆形排列为例，其中E/M单元用于产生正弦激励信号并检测测量信号。图8为图7中E/M单元的原理框图，其中线圈为同一个线圈，点划线所围部分用于产生正弦激励信号，虚线所围部分用于检测测量信号。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细描述。具体实施例方式按照本专利技术的技术方案，本实施例给出一种用于磁感应断层成像的激励测量复用线圈组，包括多个具有相同参数的线圈，线圈等间隔设置构成线圈组，该线圈组设置在支架上，其中任意一个线圈既可以作激励线圈又可以作测量线圈，当某一个线圈为激励线圈时其余线圈均为测量线圈。为了适用于磁感应断层成像的数据采集，线圈组的线圈大于等于6个，线圈环绕设置在支架上，形成封闭的环。或线圈大于等于6个，线圈环绕设置在支架上，不形成封闭的环。本实施例还进一步给出一种用于磁感应断层成像的激励测量复用线圈组的数据采集方法，将多个具有相同参数的线圈构成一组，线圈围绕被测对象排列，其中心在一个平面内，其中任意一个线圈由控制电路选择当前作激励线圈还是作测量线圈；当某一个线圈选为激励线圈时其余线圈均选为测量线圈；在激励线圈中通以交变电流，通过各测量线圈检测；然后依次遍历所有线圈分别作激励线圈，获得一帧完整数据用于图像重建。在检测期间，所有线圈和被测对象均保持静止不动。本实施例给出2种线圈组包绕被测对象外周的方式和3种线圈组中心所处轨迹曲线，通过组合可以获得6种线圈组排列方式。A、线圈组包绕被测对象外周的方式有2种，分别为1)全包绕方式线圈组以中心等间隔方式包绕被测对象某一断层的全部外周，线圈组个数大于等于6个。2)半包绕方式线圈组以中心等间隔方式包绕被测对象某一断层的部分外周，线圈组个数大于等于6个。线圈组中心所处轨迹的曲线分为3种，分别为1)圆形，2)椭圆形，3)轮廓线距被测对象某一断层外轮廓线等间距的曲线。线圈组中的所有线圈具有相同的参数。B、6种线圈组排列方式1)全包绕、圆形排列方式参见图1所示，多个具有相同参数的线圈设置在圆形支架上，构成封闭的环，其中任意一个线圈既可以作激励线圈又可以作测量线圈，当某一个线圈为激励线圈时其余线圈均为测量线圈。其工作原理为线圈附着在线圈支架上，在测量过程中保持不动；按照逆时针或顺时针顺序将线圈从1开始依次编号；选择1号线圈作为激励线圈，在其中通以正弦交流信号，将所有其它线圈设定为测量线圈，检测被测对象内部感应涡流所引起的交变磁场信号； 依次选择其它编号的线圈作为激励线圈，剩余线圈作为测量线圈，再次检测信号；遍历全部编号的线圈作为激励线圈后，得到一帧完整的测量数据，可用于线圈中心所处被测对象断层内的电阻抗图像重建。此种方式与传统的磁感应断层成像相同，原有的成像算法可直接使用。2)全包绕、椭圆形排列方式参见图2所示，多个具有相同参数的线圈设置在椭圆形支架上，构成封闭的环，其中任意一个线圈既可以作激励线圈又可以作测量线圈，当某一个线圈为激励线圈时其余线圈均为测量线圈。其工作原理类似于1)；由于线圈中心位于椭圆形支架上，在成像算法中需要修改成像区域和线圈定位。3)全包绕、轮廓线排列方式参见图3，多个具有相同参数的线圈设置在不规则形状的支架上，构成封闭的环， 其中任意一个线圈既可以作激励线圈又可以作测量线圈，当某一个线圈为激励线圈时其余线圈均为测量线圈。其工作原理类似于1)；由于线圈中心本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董秀珍，刘锐岗，李烨，付峰，尤富生，史学涛，季振宇，周伟，王雷，
申请(专利权)人：中国人民解放军第四军医大学，
类型：发明
国别省市：
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