CN114533016A - 基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法及系统 - Google Patents

基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114533016A
CN114533016A CN202210428813.5A CN202210428813A CN114533016A CN 114533016 A CN114533016 A CN 114533016A CN 202210428813 A CN202210428813 A CN 202210428813A CN 114533016 A CN114533016 A CN 114533016A
Authority
CN
China
Prior art keywords
spio
excitation
trapezoidal wave
standard
sample
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.)
Granted
Application number
CN202210428813.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114533016B (zh
Inventor
田捷
李怡濛
惠辉
安羽
钟景
张博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beihang University
Original Assignee
Beihang University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beihang University filed Critical Beihang University
Priority to CN202210428813.5A priority Critical patent/CN114533016B/zh
Publication of CN114533016A publication Critical patent/CN114533016A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114533016B publication Critical patent/CN114533016B/zh
Priority to US17/877,945 priority patent/US11579216B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/12—Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
    • G01R33/1276—Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids of magnetic particles, e.g. imaging of magnetic nanoparticles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/0515—Magnetic particle imaging
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/008—Specific post-processing after tomographic reconstruction, e.g. voxelisation, metal artifact correction

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

本发明属于磁纳米粒子成像领域，具体涉及了一种基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法及系统，旨在解决现有技术无法实现多色定量磁粒子成像的问题。本发明包括：利用梯形波激励下，
Figure 100004_DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO的磁滞效应与磁滞惯性增长差异，构建任意含量的
Figure 158378DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品组成的待检测样品的
Figure 515541DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO质量的方程组；求解方程组，获得位置
Figure 663625DEST_PATH_IMAGE002
处待检测样品的质量分布；对质量分布进行重排、颜色赋予和图像融合，实现多种粒子在MPI中的多色定量成像。本发明弥补了现有技术MPI研究中无法对多种SPIO实现定量计算的不足，拓宽了MPI的功能，实现多色定量成像，使得MPI在医疗领域有更大的应用潜能。

Description

基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法及系统
技术领域
本发明属于磁纳米粒子成像领域，具体涉及了一种基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法及系统。
背景技术
磁粒子成像（MPI,Magnetic Particle Imaging）是一种新型的医疗成像方法，它通过构建梯度场，产生无磁场点（FFP,Filed Free Point）或无磁场线（FFL,Field FreeLine），使得处于FFP或FFL的磁纳米粒子（SPIO,Superparamagnetic Iron OxideNanoparticle），可以对激励磁场产生非线性磁化响应，而其他区域的SPIO处于饱和状态，从而根据接收线圈的感应电压对SPIO的分布状态进行编码重建。MPI的灵敏度高、分辨率强，在许多疾病研究中都有巨大的应用潜力，如心血管疾病、肿瘤检测、细胞示踪等等。
目前MPI领域，对多种粒子的MPI图像重建还处于研究起步阶段，对于不同粒子的定量计算还没有研究。但是在临床应用中，获得多种粒子的定量信息非常有必要。通过不同的SPIO标记不同的细胞，将不同粒子的浓度分布为多色定量图像，可以帮助医生定量区分不同细胞的位置及数量，从而精准判断病情。
总的来说，磁粒子成像领域中单粒子同色成像无法对不同细胞标记，从而无法实现不同细胞的位置及数量区分，本领域还急需一种能够实现多色定量磁纳米粒子成像的方法，以更好地定量区分不同细胞的位置及数量，精准判断病情。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即现有技术无法实现多色定量磁粒子成像的问题，本发明提供了一种基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法，该方法包括：
步骤S10，分别获取
Figure DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品以及任意含量的
Figure 25517DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品组成的待检测 样品在梯形波激励下的响应电压信号；
步骤S20，根据磁激励区域在视野场的移动轨迹分别网格化所述响应电压信号，对 SPIO标准品的视野场中心网格内的电压信号按激励周期平均，获得
Figure 977293DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品对应的 磁化曲线，对待检测样品的每一个网格内的电压信号按激励周期平均，获得每个网格对应 的磁化曲线；
步骤S30，根据
Figure 715442DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品对应的磁化曲线与磁滞惯性系数的惯性增长关系， 求解
Figure 704257DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品的磁滞惯性系数；
步骤S40，选取位置
Figure 160646DEST_PATH_IMAGE002
处待检测样品对应的磁化曲线中包括梯形波进入高幅值保持 阶段的初始时刻和结束时刻在内的
Figure 650534DEST_PATH_IMAGE001
个时刻的点，结合
Figure 620020DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品的磁滞惯性系数，构 建
Figure 435529DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO质量的方程组并求解，获得位置
Figure 113635DEST_PATH_IMAGE002
处待检测样品的质量分布
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
步骤S50，赋予每种SPIO不同的颜色，并将所述待检测样品的质量分布
Figure 548159DEST_PATH_IMAGE003
进行质量重排与分布图像融合，获得多色定量磁纳米粒子图 像。
在一些优选的实施例中，所述梯形波通过梯形波激励模块生成；
所述梯形波的上升时间
Figure 995321DEST_PATH_IMAGE004
、保持时间
Figure DEST_PATH_IMAGE005
以及周期
Figure 122677DEST_PATH_IMAGE006
通过所述梯形波激励模块中 的电阻值和电容值调整；
所述梯形波的最大值
Figure DEST_PATH_IMAGE007
通过所述梯形波激励模块的参考输入电压
Figure 429024DEST_PATH_IMAGE008
调整。
在一些优选的实施例中，步骤S10中获取
Figure 526293DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品在梯形波激励下的响应电 压信号，其方法为：
制备多色定量磁粒子成像中的
Figure 827962DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品，每个SPIO标准品的铁浓度含量为 0.2mg/mL，体积为0.1mL；
将任一SPIO标准品放至多色定量磁粒子成像的视野场中心；
通过磁激励区域在视野场中移动扫描测量，获得当前SPIO标准品的响应电压信号；
遍历
Figure 359175DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品，获得响应电压信号
Figure DEST_PATH_IMAGE009
。
在一些优选的实施例中，步骤S10中获取待检测样品在梯形波激励下的响应电压信号，其方法为：
将
Figure 418398DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品以任意含量混合，获得每种SPIO的总铁含量未知、SPIO的分布情 况未知的
Figure 788199DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品组成的待检测样品；
将所述待检测样品放至多色定量磁粒子成像的视野场中心；
通过磁激励区域在视野场中移动扫描测量，获得待检测样品的响应电压信号
Figure 209953DEST_PATH_IMAGE010
。
在一些优选的实施例中，步骤S20中所述
Figure 413533DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品对应的磁化曲线，其获取 方法为：
步骤S201，将
Figure 287948DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品在梯形波激励下的响应电压信号
Figure 992599DEST_PATH_IMAGE009
结合 磁激励区域在视野场的移动轨迹网格化，分别将响应电压信号
Figure 144225DEST_PATH_IMAGE009
离散为若干 段；
步骤S202，选取视野场中心网格内的离散响应电压信号，根据信号包含的多个激励周期，将多个激励周期的信号平均为一个周期；
步骤S203，进行平均后的响应电压信号的积分，获得
Figure 377761DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品对应的磁化曲 线
Figure DEST_PATH_IMAGE011
。
在一些优选的实施例中，步骤S20中所述每个网格对应的磁化曲线，其获取方法为：
步骤S211，将待检测样品在梯形波激励下的响应电压信号
Figure 665039DEST_PATH_IMAGE010
结合磁激励区域 在视野场的移动轨迹网格化，将响应电压信号
Figure 642223DEST_PATH_IMAGE010
离散为若干段；
步骤S212，选取网格
Figure 38569DEST_PATH_IMAGE002
内的离散响应电压信号，根据信号包含的多个激励周期，将 多个激励周期的信号平均为一个周期；
步骤S213，进行平均后的响应电压信号的积分，获得网格
Figure 583951DEST_PATH_IMAGE002
对应的磁化曲线
Figure 432958DEST_PATH_IMAGE012
；
步骤S214，遍历
Figure 948253DEST_PATH_IMAGE002
个网格，获得每个网格对应的磁化曲线。
在一些优选的实施例中，步骤S30包括：
步骤S31，对于
Figure DEST_PATH_IMAGE013
种SPIO标准品中的第
Figure 340051DEST_PATH_IMAGE014
种SPIO标准品，磁化矢量
Figure DEST_PATH_IMAGE015
以磁滞惯 性系数
Figure 321914DEST_PATH_IMAGE016
做惯性增长：
当梯形波进入高幅值保持阶段的初始时刻
Figure DEST_PATH_IMAGE017
时，第
Figure 189376DEST_PATH_IMAGE014
种SPIO标准品的磁化矢量 随时间的变化为
Figure 882263DEST_PATH_IMAGE018
；
当梯形波进入高幅值保持阶段的结束时刻
Figure DEST_PATH_IMAGE019
时，第
Figure 518781DEST_PATH_IMAGE014
种SPIO标准品的磁化矢 量随时间的变化为
Figure 140386DEST_PATH_IMAGE020
；
步骤S32，基于磁化矢量
Figure 698406DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure DEST_PATH_IMAGE021
以及
Figure 227608DEST_PATH_IMAGE005
，求解获得第
Figure 187473DEST_PATH_IMAGE014
种SPIO标准品的惯 性系数
Figure 104614DEST_PATH_IMAGE016
；
步骤S33，遍历
Figure 556455DEST_PATH_IMAGE013
种SPIO标准品，获得
Figure 217243DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品的磁滞惯性系数
Figure 31616DEST_PATH_IMAGE022
。
在一些优选的实施例中，所述
Figure 385237DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO质量的方程组为：
Figure DEST_PATH_IMAGE023
其中，
Figure 825839DEST_PATH_IMAGE024
代表梯形波进入高幅值保持阶段的初始时刻，
Figure 24739DEST_PATH_IMAGE019
代表梯形波进 入高幅值保持阶段的结束时刻，
Figure DEST_PATH_IMAGE025
代表初始时刻
Figure 365721DEST_PATH_IMAGE024
到结束时刻
Figure 890244DEST_PATH_IMAGE019
之间的
Figure 519939DEST_PATH_IMAGE026
个时刻，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
代表第
Figure 319268DEST_PATH_IMAGE028
种SPIO在
Figure 983599DEST_PATH_IMAGE024
时刻的磁化矢量，
Figure DEST_PATH_IMAGE029
，
Figure 679022DEST_PATH_IMAGE030
代表在位置
Figure 825707DEST_PATH_IMAGE002
处，第
Figure 631989DEST_PATH_IMAGE028
种SPIO的质量，
Figure 275460DEST_PATH_IMAGE029
，
Figure 141785DEST_PATH_IMAGE016
代表第
Figure 11652DEST_PATH_IMAGE028
种SPIO的磁滞惯性系 数，
Figure 621625DEST_PATH_IMAGE029
。
在一些优选的实施例中，步骤S50包括：
步骤S51，赋予每种SPIO不同的颜色；
步骤S52，根据磁激励区域在视野场的移动轨迹将所述待检测样品
Figure 385182DEST_PATH_IMAGE002
处的质量
Figure 297774DEST_PATH_IMAGE003
的重新排列，获得定量分布图像
Figure DEST_PATH_IMAGE031
；
步骤S53，进行所述定量分布图像
Figure 45150DEST_PATH_IMAGE031
的图像融合，获得多色 定量磁纳米粒子图像
Figure 68601DEST_PATH_IMAGE032
。
本发明的另一方面，提出了一种基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像系统，该系统包括以下模块：
响应信号获取模块，配置为分别获取
Figure 686664DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品以及任意含量的
Figure 894792DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标 准品组成的待检测样品在梯形波激励下的响应电压信号；
磁化曲线生成模块，配置为根据磁激励区域在视野场的移动轨迹分别网格化所述 响应电压信号，对SPIO标准品的视野场中心网格内的电压信号按激励周期平均，获得
Figure 969277DEST_PATH_IMAGE001
种 SPIO标准品对应的磁化曲线，对待检测样品的每一个网格内的电压信号按激励周期平均， 获得每个网格对应的磁化曲线；
磁滞惯性系数获取模块，配置为根据
Figure 921053DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品对应的磁化曲线与磁滞惯性 系数的惯性增长关系，求解
Figure 659202DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品的磁滞惯性系数；
待检测样品质量求解模块，配置为选取待检测样品中网格
Figure 913597DEST_PATH_IMAGE002
对应的磁化曲线中包 括梯形波进入高幅值保持阶段的初始时刻和结束时刻在内的
Figure 104406DEST_PATH_IMAGE001
个时刻的点，结合
Figure 594294DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO 标准品的磁滞惯性系数，构建
Figure 186949DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO质量的方程组并求解，遍历
Figure 877824DEST_PATH_IMAGE002
个网格获得待检测样品 的质量分布
Figure 290351DEST_PATH_IMAGE003
；
多色定量磁粒子成像模块，配置为赋予每种SPIO不同的颜色，并将所述待检测样 品的质量分布
Figure 583929DEST_PATH_IMAGE003
进行质量重排与分布图像融合，获得多色定量磁 纳米粒子图像。
本发明的有益效果：
本发明基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法，梯形波激励可以使得SPIO具有磁滞效应，并且在高幅值保持阶段的磁化矢量能够以一定的磁滞惯性系数增长，根据磁化矢量的磁滞惯性增长阶段，可以构建关于不同SPIO的质量方程组，从而求解出每种粒子的质量，实现MPI图像的多色定量，弥补了当下MPI研究中无法对多种SPIO实现定量计算的不足，拓宽了MPI的功能，实现多色定量成像，使得MPI在医疗领域有更大的应用潜能。此外，本发明还可以促进复杂磁纳米粒子探针在MPI上的应用，可以将多种SPIO混合的探针实现精准定位与定量，符合精准医疗的发展需求和发展方向。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法的流程示意图；
图2是本发明基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法一种实施例的梯形波生成电路原理图；
图3是本发明基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法一种实施例的梯形波示意图；
图4是本发明基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法一种实施例的梯形波激励下的磁滞回线与磁滞增长阶段示意图；
图5是本发明基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法一种实施例的梯形波激励下的标准品磁化曲线；
图6是本发明基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法一种实施例的高幅值保持阶段标准品与待测样品的磁化矢量随时间变化曲线；
图7是本发明基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法一种实施例的多色定量磁纳米粒子图像。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本发明提供一种基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法，本方法在MPI的FFP中，使用梯形波产生电路，产生梯形波激励场，使得不同的SPIO在梯形波激励下发生磁滞磁化，通过检测线圈接收到的电压信号，逆向求出所有SPIO的磁化矢量，结合不同的SPIO在梯形波激励下的磁滞特性，重建出不同SPIO的浓度分布及定量信息，从而实现多色定量MPI成像。
本发明的一种基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法，该方法包括：
步骤S10，分别获取
Figure 906457DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品以及任意含量的
Figure 892868DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品组成的待检测 样品在梯形波激励下的响应电压信号；
步骤S20，根据磁激励区域在视野场的移动轨迹分别网格化所述响应电压信号，对 SPIO标准品的视野场中心网格内的电压信号按激励周期平均，获得
Figure 58270DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品对应的 磁化曲线，对待检测样品的每一个网格内的电压信号按激励周期平均，获得每个网格对应 的磁化曲线；
步骤S30，根据
Figure 263861DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品对应的磁化曲线与磁滞惯性系数的惯性增长关系， 求解
Figure 565530DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品的磁滞惯性系数；
步骤S40，选取位置
Figure 722841DEST_PATH_IMAGE002
处待检测样品对应的磁化曲线中包括梯形波进入高幅值保持 阶段的初始时刻和结束时刻在内的
Figure 985327DEST_PATH_IMAGE001
个时刻的点，结合
Figure 620707DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品的磁滞惯性系数，构 建
Figure 42461DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO质量的方程组并求解，获得位置
Figure 246041DEST_PATH_IMAGE002
处待检测样品的质量分布
Figure 120456DEST_PATH_IMAGE003
；
步骤S50，赋予每种SPIO不同的颜色，并将所述待检测样品的质量分布
Figure 293948DEST_PATH_IMAGE003
进行质量重排与分布图像融合，获得多色定量磁纳米粒子图像。
为了更清晰地对本发明基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法进行说明，下面结合图1对本发明实施例中各步骤展开详述。
本发明第一实施例的基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法，包括步骤S10-步骤S50，各步骤详细描述如下：
步骤S10，分别获取
Figure 570209DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品以及任意含量的
Figure 944689DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品组成的待检测 样品在梯形波激励下的响应电压信号。
多色定量磁纳米粒子成像系统包括梯度扫描一体化模块、梯形波激励模块、信号接收模块：
梯度扫描一体化模块，通过在对称的线圈中通入直流电流，构建FFP，再通入低频余弦电流，使得FFP区域可以沿整个视野场（FOV,Field of View）移动，从而可以在整个FOV扫描。
梯形波激励模块用于生成梯形波，如图2所示，为本发明基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法一种实施例的梯形波生成电路原理图，梯形波激励模块包括梯形波产生电路、功率放大器，图2仅示出了一种梯形波生成电路原理图，在其他实施例中，可以结合应用场景的需要选择其他结构的梯形波生成电路，本发明在此不一一详述。
如图3所示，为本发明基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法一种实施 例的梯形波示意图，该梯形波由图2所示的梯形波生成电路生成，梯形波的上升时间
Figure 306401DEST_PATH_IMAGE004
、保 持时间
Figure 283584DEST_PATH_IMAGE005
以及周期
Figure 56761DEST_PATH_IMAGE006
通过梯形波激励模块中的电阻值和电容值调整，梯形波的最大值
Figure 726777DEST_PATH_IMAGE007
通过梯形波激励模块的参考输入电压
Figure 310205DEST_PATH_IMAGE008
调整。
信号接收模块，包含接收线圈与数据采集电路，将SPIO产生的信号采集与保存。
步骤S10中获取
Figure 966445DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品在梯形波激励下的响应电压信号，其方法为：
制备多色定量磁粒子成像中的
Figure 217298DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品，每个SPIO标准品的铁浓度含量为 0.2mg/mL，体积为0.1mL；
将任一SPIO标准品放至多色定量磁粒子成像的视野场中心；
通过磁激励区域在视野场中移动扫描测量，获得当前SPIO标准品的响应电压信号；
遍历
Figure 58215DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品，获得响应电压信号
Figure 4306DEST_PATH_IMAGE009
。
步骤S10中获取待检测样品在梯形波激励下的响应电压信号，其方法为：
将
Figure 323292DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品以任意含量混合，获得每种SPIO的总铁含量未知、SPIO的分布情 况未知的
Figure 428651DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品组成的待检测样品；
将待检测样品放至多色定量磁粒子成像的视野场中心；
通过磁激励区域在视野场中移动扫描测量，获得待检测样品的响应电压信号
Figure 315835DEST_PATH_IMAGE010
。
步骤S20，根据磁激励区域在视野场的移动轨迹分别网格化所述响应电压信号，对 SPIO标准品的视野场中心网格内的电压信号按激励周期平均，获得
Figure 139435DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品对应的 磁化曲线，对待检测样品的每一个网格内的电压信号按激励周期平均，获得每个网格对应 的磁化曲线。
步骤S20中所述
Figure 996532DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品对应的磁化曲线，其获取方法为：
步骤S201，将
Figure 221977DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品在梯形波激励下的响应电压信号
Figure 778598DEST_PATH_IMAGE009
结合 磁激励区域在视野场的移动轨迹网格化，分别将响应电压信号
Figure 823915DEST_PATH_IMAGE009
离散为若干 段；
步骤S202，选取视野场中心网格内的离散响应电压信号，根据信号包含的多个激励周期，将多个激励周期的信号平均为一个周期；
步骤S203，进行平均后的响应电压信号的积分，获得
Figure 484703DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品对应的磁化曲 线
Figure 440021DEST_PATH_IMAGE011
。
步骤S20中所述每个网格对应的磁化曲线，其获取方法为：
步骤S211，将待检测样品在梯形波激励下的响应电压信号
Figure 793642DEST_PATH_IMAGE010
结合磁激励区域 在视野场的移动轨迹网格化，将响应电压信号
Figure 326254DEST_PATH_IMAGE010
离散为若干段；
步骤S212，选取网格
Figure 666100DEST_PATH_IMAGE002
内的离散响应电压信号，根据信号包含的多个激励周期，将 多个激励周期的信号平均为一个周期；
步骤S213，进行平均后的响应电压信号的积分，获得网格
Figure 600558DEST_PATH_IMAGE002
对应的磁化曲线
Figure 859501DEST_PATH_IMAGE012
；
步骤S214，遍历
Figure 20355DEST_PATH_IMAGE002
个网格，获得每个网格对应的磁化曲线。
步骤S30，根据
Figure 288525DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品对应的磁化曲线与磁滞惯性系数的惯性增长关系， 求解
Figure 77490DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品的磁滞惯性系数。
如图4所示，为本发明基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法一种实施例的梯形波激励下的磁滞回线与磁滞增长阶段示意图，标准品SPIO在梯形波激励磁场下，具有磁滞效应，Mmax代表最大的磁化矢量的幅值，-Mmax代表最小的磁化矢量的幅值，Hmax代表最大激励磁场强度的幅值，-Hmax代表最小激励磁场强度的幅值。
步骤S31，对于
Figure 507334DEST_PATH_IMAGE013
种SPIO标准品中的第
Figure 651090DEST_PATH_IMAGE014
种SPIO标准品，磁化矢量
Figure 457372DEST_PATH_IMAGE015
以磁滞惯 性系数
Figure 100843DEST_PATH_IMAGE016
做惯性增长：
当梯形波进入高幅值保持阶段的初始时刻
Figure 842534DEST_PATH_IMAGE017
时，第
Figure 837035DEST_PATH_IMAGE014
种SPIO标准品的磁化矢量 随时间的变化如式（1）所示：
Figure 447007DEST_PATH_IMAGE034
当梯形波进入高幅值保持阶段的结束时刻
Figure 820351DEST_PATH_IMAGE019
时，第
Figure 857577DEST_PATH_IMAGE014
种SPIO标准品的磁化矢 量随时间的变化如式（2）所示：
Figure 339374DEST_PATH_IMAGE036
步骤S32，如图5所示，为本发明基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法 一种实施例的梯形波激励下的标准品磁化曲线，基于标准品磁化曲线中的磁化矢量
Figure 362825DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 980888DEST_PATH_IMAGE021
以及
Figure 454595DEST_PATH_IMAGE005
，求解获得第
Figure 532010DEST_PATH_IMAGE014
种SPIO标准品的惯性系数
Figure 483785DEST_PATH_IMAGE016
；
步骤S33，遍历
Figure 956355DEST_PATH_IMAGE013
种SPIO标准品，获得
Figure 335384DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品的磁滞惯性系数
Figure 667139DEST_PATH_IMAGE022
。
步骤S40，选取位置
Figure 157026DEST_PATH_IMAGE002
处待检测样品对应的磁化曲线中包括梯形波进入高幅值保持 阶段的初始时刻和结束时刻在内的
Figure 890627DEST_PATH_IMAGE001
个时刻的点，结合
Figure 174978DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品的磁滞惯性系数，构 建
Figure 853084DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO质量的方程组并求解，获得位置
Figure 146662DEST_PATH_IMAGE002
处待检测样品的质量分布
Figure 734769DEST_PATH_IMAGE003
。
待测样品在梯形波激励磁场下，仍具有磁滞效应。对于位置
Figure 455601DEST_PATH_IMAGE002
处，在梯形波的高幅 值保持阶段，待测样品的磁化矢量具有磁滞惯性，标准品的磁化矢量
Figure DEST_PATH_IMAGE037
以磁滞 惯性系数
Figure 997834DEST_PATH_IMAGE038
做惯性增长：
当梯形波进入高幅值保持阶段的初始时刻
Figure 95103DEST_PATH_IMAGE017
时，磁化矢量随时间的变化如式 （3）所示：
Figure 662350DEST_PATH_IMAGE040
当梯形波进入高幅值保持阶段的结束时刻
Figure 429449DEST_PATH_IMAGE019
时，磁化矢量随时间的变化如式 （4）所示：
Figure 816568DEST_PATH_IMAGE042
根据待测样品包含的SPIO种类数目
Figure 451949DEST_PATH_IMAGE001
，选取
Figure 14648DEST_PATH_IMAGE012
曲线中的
Figure 77282DEST_PATH_IMAGE001
个点，如图6所 示，为本发明基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法一种实施例的高幅值保持阶 段标准品与待测样品的磁化矢量随时间变化曲线，选取的
Figure 951697DEST_PATH_IMAGE001
个点为曲线中包含且不局限于
Figure 266135DEST_PATH_IMAGE037
，
Figure DEST_PATH_IMAGE043
的
Figure 807975DEST_PATH_IMAGE001
个点，构建关于每种SPIO质量的方程组，如式（5）所示：
Figure 41510DEST_PATH_IMAGE044
其中，
Figure 777123DEST_PATH_IMAGE024
代表梯形波进入高幅值保持阶段的初始时刻，
Figure 19885DEST_PATH_IMAGE019
代表梯形波进 入高幅值保持阶段的结束时刻，
Figure 150652DEST_PATH_IMAGE025
代表初始时刻
Figure 430455DEST_PATH_IMAGE024
到结束时刻
Figure 279462DEST_PATH_IMAGE019
之间的
Figure 325916DEST_PATH_IMAGE026
个时刻，
Figure 452135DEST_PATH_IMAGE027
代表第
Figure 293052DEST_PATH_IMAGE028
种SPIO在
Figure 504721DEST_PATH_IMAGE024
时刻的磁化矢量，
Figure 823707DEST_PATH_IMAGE029
，
Figure 194646DEST_PATH_IMAGE030
代表在位置
Figure 311857DEST_PATH_IMAGE002
处，第
Figure 135456DEST_PATH_IMAGE028
种SPIO的质量，
Figure 992554DEST_PATH_IMAGE029
，
Figure 93365DEST_PATH_IMAGE016
代表第
Figure 276085DEST_PATH_IMAGE028
种 SPIO的磁滞惯性系数，
Figure 321401DEST_PATH_IMAGE029
。
步骤S50，赋予每种SPIO不同的颜色，并将所述待检测样品的质量分布
Figure 982189DEST_PATH_IMAGE003
进行质量重排与分布图像融合，获得多色定量磁纳米粒子图 像：
步骤S51，赋予每种SPIO不同的颜色；
步骤S52，根据磁激励区域在视野场的移动轨迹将所述待检测样品
Figure 203086DEST_PATH_IMAGE002
处的质量
Figure 291128DEST_PATH_IMAGE003
的重新排列，获得定量分布图像
Figure 823741DEST_PATH_IMAGE031
；
步骤S53，进行所述定量分布图像
Figure 429165DEST_PATH_IMAGE031
的图像融合，获得多色 定量磁纳米粒子图像
Figure 363623DEST_PATH_IMAGE032
。
如图7所示，为本发明基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法一种实施例的多色定量磁纳米粒子图像，多色定量磁粒子成像过程中采用了3种SPIO标准品SPIO-1、SPIO-2和SPIO-3，SPIO-1在多色定量磁纳米粒子图像以三角形替代，SPIO-2在多色定量磁纳米粒子图像以正方形替代，SPIO-3在多色定量磁纳米粒子图像以圆形替代，实际应用中多色定量磁纳米粒子图像中各标准品以不同的颜色显示。
上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本发明的保护范围之内。
本发明第二实施例的基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像系统，该系统包括以下模块：
响应信号获取模块，配置为分别获取
Figure 622566DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品以及任意含量的
Figure 16376DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标 准品组成的待检测样品在梯形波激励下的响应电压信号；
磁化曲线生成模块，配置为根据磁激励区域在视野场的移动轨迹分别网格化所述 响应电压信号，对SPIO标准品的视野场中心网格内的电压信号按激励周期平均，获得
Figure 284547DEST_PATH_IMAGE001
种 SPIO标准品对应的磁化曲线，对待检测样品的每一个网格内的电压信号按激励周期平均， 获得每个网格对应的磁化曲线；
磁滞惯性系数获取模块，配置为根据
Figure 73511DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品对应的磁化曲线与磁滞惯性 系数的惯性增长关系，求解
Figure 644301DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品的磁滞惯性系数；
待检测样品质量求解模块，配置为选取待检测样品中网格
Figure 151506DEST_PATH_IMAGE002
对应的磁化曲线中包 括梯形波进入高幅值保持阶段的初始时刻和结束时刻在内的
Figure 957788DEST_PATH_IMAGE001
个时刻的点，结合
Figure 742204DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO 标准品的磁滞惯性系数，构建
Figure 342950DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO质量的方程组并求解，遍历
Figure 337450DEST_PATH_IMAGE002
个网格获得待检测样品 的质量分布
Figure 681844DEST_PATH_IMAGE003
；
多色定量磁粒子成像模块，配置为赋予每种SPIO不同的颜色，并将所述待检测样 品的质量分布
Figure 586346DEST_PATH_IMAGE003
进行质量重排与分布图像融合，获得多色定量磁 纳米粒子图像。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
需要说明的是，上述实施例提供的基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。
本发明第三实施例的一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述的基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法。
本发明第四实施例的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现上述的基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法，其特征在于，该方法包括：
步骤S10，分别获取
Figure 207882DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品以及任意含量的
Figure 656181DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品组成的待检测样品 在梯形波激励下的响应电压信号；
步骤S20，根据磁激励区域在视野场的移动轨迹分别网格化所述响应电压信号，对SPIO 标准品的视野场中心网格内的电压信号按激励周期平均，获得
Figure 576864DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品对应的磁化 曲线，对待检测样品的每一个网格内的电压信号按激励周期平均，获得每个网格对应的磁 化曲线；
步骤S30，根据
Figure 503231DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品对应的磁化曲线与磁滞惯性系数的惯性增长关系，求解
Figure 583183DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品的磁滞惯性系数；
步骤S40，选取位置
Figure 812170DEST_PATH_IMAGE002
处待检测样品对应的磁化曲线中包括梯形波进入高幅值保持阶段 的初始时刻和结束时刻在内的
Figure 344782DEST_PATH_IMAGE001
个时刻的点，结合
Figure 950207DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品的磁滞惯性系数，构建
Figure 884665DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO质量的方程组并求解，获得位置
Figure 409187DEST_PATH_IMAGE002
处待检测样品的质量分布
Figure 802997DEST_PATH_IMAGE003
；
步骤S50，赋予每种SPIO不同的颜色，并将所述待检测样品的质量分布
Figure 71168DEST_PATH_IMAGE003
进行质量重排与分布图像融合，获得多色定量磁纳米粒子图像。
2.根据权利要求1所述的基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法，其特征在于，所述梯形波通过梯形波激励模块生成；
所述梯形波的上升时间
Figure 860132DEST_PATH_IMAGE004
、保持时间
Figure 430922DEST_PATH_IMAGE005
以及周期
Figure 203706DEST_PATH_IMAGE006
通过所述梯形波激励模块中的电 阻值和电容值调整；
所述梯形波的最大值
Figure 885354DEST_PATH_IMAGE007
通过所述梯形波激励模块的参考输入电压
Figure 794404DEST_PATH_IMAGE008
调整。
3.根据权利要求1所述的基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法，其特征在 于，步骤S10中获取
Figure 660729DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品在梯形波激励下的响应电压信号，其方法为：
制备多色定量磁粒子成像中的
Figure 530596DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品，每个SPIO标准品的铁浓度含量为 0.2mg/mL，体积为0.1mL；
将任一SPIO标准品放至多色定量磁粒子成像系统的视野场中心；
通过磁激励区域在视野场中移动扫描测量，获得当前SPIO标准品的响应电压信号；
遍历
Figure 874990DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品，获得响应电压信号
Figure 904126DEST_PATH_IMAGE009
。
4.根据权利要求1所述的基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法，其特征在于，步骤S10中获取待检测样品在梯形波激励下的响应电压信号，其方法为：
将
Figure 413840DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品以任意含量混合，获得每种SPIO的总铁含量未知、SPIO的分布情况未 知的
Figure 630058DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品组成的待检测样品；
将所述待检测样品放至多色定量磁粒子成像系统的视野场中心；
通过磁激励区域在视野场中移动扫描测量，获得待检测样品的响应电压信号
Figure 778142DEST_PATH_IMAGE010
。
5.根据权利要求1所述的基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法，其特征在 于，步骤S20中所述
Figure 537151DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品对应的磁化曲线，其获取方法为：
步骤S201，将
Figure 745278DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品在梯形波激励下的响应电压信号
Figure 448792DEST_PATH_IMAGE009
结合磁激 励区域在视野场的移动轨迹网格化，分别将响应电压信号
Figure 275934DEST_PATH_IMAGE009
离散为若干段；
步骤S202，选取视野场中心网格内的离散响应电压信号，根据信号包含的多个激励周期，将多个激励周期的信号平均为一个周期；
步骤S203，进行平均后的响应电压信号的积分，获得
Figure 14083DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品对应的磁化曲线
Figure 534057DEST_PATH_IMAGE011
。
6.根据权利要求5所述的基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法，其特征在于，步骤S20中所述每个网格对应的磁化曲线，其获取方法为：
步骤S211，将待检测样品在梯形波激励下的响应电压信号
Figure 724867DEST_PATH_IMAGE010
结合磁激励区域在视 野场的移动轨迹网格化，将响应电压信号
Figure 214754DEST_PATH_IMAGE010
离散为若干段；
步骤S212，选取网格
Figure 541830DEST_PATH_IMAGE002
内的离散响应电压信号，根据信号包含的多个激励周期，将多个 激励周期的信号平均为一个周期；
步骤S213，进行平均后的响应电压信号的积分，获得网格
Figure 465662DEST_PATH_IMAGE002
对应的磁化曲线
Figure 409347DEST_PATH_IMAGE012
；
步骤S214，遍历
Figure 702925DEST_PATH_IMAGE002
个网格，获得每个网格对应的磁化曲线。
7.根据权利要求6所述的基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法，其特征在于，步骤S30包括：
步骤S31，对于
Figure 25453DEST_PATH_IMAGE013
种SPIO标准品中的第
Figure 746284DEST_PATH_IMAGE014
种SPIO标准品，磁化矢量
Figure 911686DEST_PATH_IMAGE015
以磁滞惯性系数
Figure 618742DEST_PATH_IMAGE016
做惯性增长：
当梯形波进入高幅值保持阶段的初始时刻
Figure 451569DEST_PATH_IMAGE017
时，第
Figure 77723DEST_PATH_IMAGE014
种SPIO标准品的磁化矢量随时 间的变化为
Figure 605787DEST_PATH_IMAGE018
；
当梯形波进入高幅值保持阶段的结束时刻
Figure 241168DEST_PATH_IMAGE019
时，第
Figure 662922DEST_PATH_IMAGE014
种SPIO标准品的磁化矢量随 时间的变化为
Figure 102387DEST_PATH_IMAGE020
；
步骤S32，基于磁化矢量
Figure 242381DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 681453DEST_PATH_IMAGE021
以及
Figure 833080DEST_PATH_IMAGE005
，求解获得第
Figure 66615DEST_PATH_IMAGE014
种SPIO标准品的惯性系 数
Figure 428326DEST_PATH_IMAGE016
；
步骤S33，遍历
Figure 546455DEST_PATH_IMAGE013
种SPIO标准品，获得
Figure 677222DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品的磁滞惯性系数
Figure 81658DEST_PATH_IMAGE022
。
8.根据权利要求1所述的基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法，其特征在 于，所述
Figure 71611DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO质量的方程组为：
Figure 586906DEST_PATH_IMAGE023
其中，
Figure 837759DEST_PATH_IMAGE024
代表梯形波进入高幅值保持阶段的初始时刻，
Figure 413097DEST_PATH_IMAGE019
代表梯形波进入高 幅值保持阶段的结束时刻，
Figure 388881DEST_PATH_IMAGE025
代表初始时刻
Figure 707866DEST_PATH_IMAGE024
到结束时刻
Figure 813226DEST_PATH_IMAGE019
之 间的
Figure 700410DEST_PATH_IMAGE026
个时刻，
Figure 258431DEST_PATH_IMAGE027
代表第
Figure 381107DEST_PATH_IMAGE028
种SPIO在
Figure 481919DEST_PATH_IMAGE024
时刻的磁化矢量，
Figure 399059DEST_PATH_IMAGE029
，
Figure 709955DEST_PATH_IMAGE030
代表在位置
Figure 246109DEST_PATH_IMAGE002
处，第
Figure 326061DEST_PATH_IMAGE028
种SPIO的质量，
Figure 679682DEST_PATH_IMAGE029
，
Figure 583266DEST_PATH_IMAGE016
代表第
Figure 313324DEST_PATH_IMAGE028
种SPIO的磁滞惯性系 数，
Figure 982203DEST_PATH_IMAGE029
。
9.根据权利要求1所述的基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法，其特征在于，步骤S50包括：
步骤S51，赋予每种SPIO不同的颜色；
步骤S52，根据磁激励区域在视野场的移动轨迹将所述待检测样品
Figure 382092DEST_PATH_IMAGE002
处的质量
Figure 402000DEST_PATH_IMAGE003
的重新排列，获得定量分布图像
Figure 670171DEST_PATH_IMAGE031
；
步骤S53，进行所述定量分布图像
Figure 334501DEST_PATH_IMAGE031
的图像融合，获得多色定量 磁纳米粒子图像
Figure 29925DEST_PATH_IMAGE032
。
10.一种基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像系统，其特征在于，该系统包括以下模块：
响应信号获取模块，配置为分别获取
Figure 271550DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品以及任意含量的
Figure 218778DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品 组成的待检测样品在梯形波激励下的响应电压信号；
磁化曲线生成模块，配置为根据磁激励区域在视野场的移动轨迹分别网格化所述响应 电压信号，对SPIO标准品的视野场中心网格内的电压信号按激励周期平均，获得
Figure 127828DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO 标准品对应的磁化曲线，对待检测样品的每一个网格内的电压信号按激励周期平均，获得 每个网格对应的磁化曲线；
磁滞惯性系数获取模块，配置为根据
Figure 728573DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品对应的磁化曲线与磁滞惯性系数 的惯性增长关系，求解
Figure 362555DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准品的磁滞惯性系数；
待检测样品质量求解模块，配置为选取待检测样品中网格
Figure 706949DEST_PATH_IMAGE002
对应的磁化曲线中包括梯 形波进入高幅值保持阶段的初始时刻和结束时刻在内的
Figure 470505DEST_PATH_IMAGE001
个时刻的点，结合
Figure 242152DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO标准 品的磁滞惯性系数，构建
Figure 864894DEST_PATH_IMAGE001
种SPIO质量的方程组并求解，遍历
Figure 12979DEST_PATH_IMAGE002
个网格获得待检测样品的质 量分布
Figure 631042DEST_PATH_IMAGE003
；
多色定量磁粒子成像模块，配置为赋予每种SPIO不同的颜色，并将所述待检测样品的 质量分布
Figure 714536DEST_PATH_IMAGE003
进行质量重排与分布图像融合，获得多色定量磁纳米 粒子图像。
CN202210428813.5A 2022-04-22 2022-04-22 基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法及系统 Active CN114533016B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210428813.5A CN114533016B (zh) 2022-04-22 2022-04-22 基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法及系统
US17/877,945 US11579216B1 (en) 2022-04-22 2022-07-31 Multi-color quantitative magnetic nanoparticle imaging method and system based on trapezoidal wave excitation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210428813.5A CN114533016B (zh) 2022-04-22 2022-04-22 基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114533016A true CN114533016A (zh) 2022-05-27
CN114533016B CN114533016B (zh) 2022-07-19

Family

ID=81667677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210428813.5A Active CN114533016B (zh) 2022-04-22 2022-04-22 基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法及系统

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11579216B1 (zh)
CN (1) CN114533016B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012046157A1 (en) * 2010-10-05 2012-04-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Apparatus and method for locating magnetic particles
US20190287277A1 (en) * 2018-03-13 2019-09-19 Bruker Biospin Mri Gmbh Method for establishing and/or reducing artifacts, method for establishing a local concentration distribution and system for visually representing a corrected overall image data record
CN110755072A (zh) * 2019-11-04 2020-02-07 辽宁工程技术大学 一种磁声磁粒子浓度成像装置及成像方法
WO2020200911A1 (de) * 2019-03-29 2020-10-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur detektion und/oder identifikation magnetischer suprapartikel mittels magnet-partikel-spektroskopie oder magnet-partikel-bildgebung
CN112400115A (zh) * 2018-05-11 2021-02-23 阿塞尔桑电子工业及贸易股份公司 磁性粒子成像系统的校准方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020531076A (ja) * 2017-08-16 2020-11-05 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア パルス磁気粒子イメージングシステム及び方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012046157A1 (en) * 2010-10-05 2012-04-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Apparatus and method for locating magnetic particles
US20190287277A1 (en) * 2018-03-13 2019-09-19 Bruker Biospin Mri Gmbh Method for establishing and/or reducing artifacts, method for establishing a local concentration distribution and system for visually representing a corrected overall image data record
CN112400115A (zh) * 2018-05-11 2021-02-23 阿塞尔桑电子工业及贸易股份公司 磁性粒子成像系统的校准方法
WO2020200911A1 (de) * 2019-03-29 2020-10-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur detektion und/oder identifikation magnetischer suprapartikel mittels magnet-partikel-spektroskopie oder magnet-partikel-bildgebung
CN110755072A (zh) * 2019-11-04 2020-02-07 辽宁工程技术大学 一种磁声磁粒子浓度成像装置及成像方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11579216B1 (en) 2023-02-14
CN114533016B (zh) 2022-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113129403B (zh) 基于前向模型的磁粒子成像系统矩阵图像重建方法及系统
Mangeat et al. Multivariate combination of magnetization transfer, T2* and B0 orientation to study the myelo-architecture of the in vivo human cortex
Rahmer et al. First experimental evidence of the feasibility of multi-color magnetic particle imaging
Ruetten et al. Introduction to quantitative susceptibility mapping and susceptibility weighted imaging
De Rochefort et al. Quantitative MR susceptibility mapping using piece‐wise constant regularized inversion of the magnetic field
Dahnke et al. Susceptibility gradient mapping (SGM): a new postprocessing method for positive contrast generation applied to superparamagnetic iron oxide particle (SPIO)‐labeled cells
Liu et al. Unambiguous identification of superparamagnetic iron oxide particles through quantitative susceptibility mapping of the nonlinear response to magnetic fields
CN101010597B (zh) 采用已校准幻象确定局部弛豫时间值的mr方法和mr成像设备
RU2525946C2 (ru) Конструкция и способ для обнаружения и/или определения местонахождения магнитного материала в области воздействия
US7999543B2 (en) MR method for spatially-resolved determination of relaxation parameters
Lee et al. An R2* model of white matter for fiber orientation and myelin concentration
Paysen et al. Imaging and quantification of magnetic nanoparticles: Comparison of magnetic resonance imaging and magnetic particle imaging
Lee et al. Concurrent saturation transfer contrast in in vivo brain by a uniform magnetization transfer MRI
von Gladiss et al. Investigating spatial resolution, field sequences and image reconstruction strategies using hybrid phantoms in MPI
Solomon et al. Free‐breathing radial imaging using a pilot‐tone radiofrequency transmitter for detection of respiratory motion
Mohn et al. System matrix based reconstruction for pulsed sequences in magnetic particle imaging
Near Spectral quantification and pitfalls in interpreting magnetic resonance spectroscopic data: what to look out for
Li et al. Modified jiles–atherton model for dynamic magnetization in x-space magnetic particle imaging
Weibull et al. Investigation of spatial resolution, partial volume effects and smoothing in functional MRI using artificial 3D time series
Janssen et al. Single harmonic-based narrowband magnetic particle imaging
CN114533016B (zh) 基于梯形波激励的多色定量磁纳米粒子成像方法及系统
Wang et al. Inconsistencies in atlas-based volumetric measures of the human nucleus basalis of Meynert: A need for high-resolution alternatives
von Gladiss et al. Reconstruction of 1D images with a neural network for magnetic particle imaging
US5410248A (en) Method for the simultaneous detection of velocity and acceleration distribution in moving fluids
Afzali et al. Cumulant Expansion with Localization: A new representation of the diffusion MRI signal

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant