一种基于磁纳米粒子交流磁化率虚部的成像方法

摘要

本发明公开一种磁纳米粒子浓度成像方法，其主要创新在于采用交流磁化率的虚部来进行浓度成像，有效提高磁纳米粒子成像的空间分辨率。对磁纳米粒子施加交流磁场和直流梯度磁场，检测出一次谐波幅值和相位。利用幅值差和相位差或直接利用磁化强度变化量计算出磁纳米粒子交流磁化率的实部和虚部。通过控制直流梯度磁场的零磁场点位置，求解出不同空间位置的磁纳米粒子交流磁化率的实部和虚部，进而利用交流磁化率的虚部实现磁纳米浓度成像。从仿真数据来看，利用交流磁化率虚部进行浓度成像可以很好地提高磁纳米成像的空间分辨率。

主权项

一种基于磁纳米粒子交流磁化率虚部的成像方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)对待成像区域内的磁纳米粒子试剂施加激励磁场H(X,t)＝H_accos(ωt)+G·(X₀‑X)，其中H_ac为交流磁场的幅值，ω为交流磁场的角频率，G为直流磁场梯度，X为空间位置坐标，X₀为直流梯度磁场的零磁场点，t为时间；(2)检测磁纳米粒子的交流磁化响应M(X₀,t)，并根据交流磁化响应M(X₀,t)计算直流梯度磁场零磁场点在空间位置X₀时磁纳米粒子带来的相位变化量Δθ(X₀)，以及直流梯度磁场零磁场点在空间位置X₀时磁纳米粒子带来的幅值变化量ΔA(X₀)，或者得到磁纳米粒子引起的交流磁化响应的变化量ΔM(X₀,t)；(3)控制零磁场点X₀的位置，使其扫描整个成像区域，获得不同位置一次谐波的幅值差ΔA(X₀)和相位差Δθ(X₀)，或者ΔM(X₀,t)；(4)将各个不同位置点的一次谐波的幅值差和相位差分别代入公式或直接利用计算出各个不同位置点的磁纳米粒子交流磁化率的实部χ′(X₀)和虚部χ″(X₀)，并根据各个不同位置点的虚部χ″(X₀)生成待成像区域的磁纳米粒子浓度图像，T₀为交流磁化强度周期。