开放式磁性纳米粒子断层成像线型旋转零磁场设计

摘要

磁性纳米粒子成像(MPI)是近年来兴起的一种医学成像方法,具有无电离辐射、毫秒级检测速度、亚毫米级成像精度的优势,其中线型零磁场扫描可实现被测物内部磁性纳米粒子分布的图像,在高精度成像、快速检测及动态监测方面具有重要的研究意义.针对磁性纳米粒子成像存在的系统检测孔径和检测精度问题,该文设计了一种开放式磁性纳米粒子断层线成像方法.开放式的系统结构扩大系统检测孔径,提出磁场线圈的电气驱动完成断层成像中零场线全周旋转,实现系统精准扫描.仿真计算和实验分析结果表明,该文设计的系统结构形成高度为200mm侧面开放的检测孔径,提出的电气驱动旋转零场线的方法形成的旋转角度误差小于0.0259°,用于扫描的线型零磁场宽度不超过0.95mm,单次扫描时间为3.6ms.因此,该文设计的开放式磁性纳米粒子断层成像系统可以有效扩大检测孔径,同时实现亚毫米级精度成像及毫秒级检测速度.