线圈复用电路及磁感应断层成像方法与流程

本技术涉及医学图像，特别是涉及一种线圈复用电路及磁感应断层成像方法。

背景技术：

1、磁感应断层成像(magnetic induction tomography , mit)为非侵入式无接触成像技术，其应用于工业成像和医疗成像中。与其它电成像技术不同， mit 并不需要传感器直接接触相关物体来成像。它不使用电极，通过交变磁场作为媒介，利用激励线圈和测量线圈，在不接触被测目标的情况下，检测目标的电导率分布或其变化，并以图像显示。

2、现有技术中，通过施加到激励线圈上的电压信号，产生激励磁场，当目标导体（如生物组织）置于激励磁场中时，由于电磁感应作用，会在其内部产生感应涡流。这些涡流会进一步产生二次磁场，从而改变原激励磁场的空间分布。测量线圈能够测量到这种改变的磁场，产生感应电压，并输出电压信号，以进行图像重建。

3、在理想情况下，测量电压信号与激励电流信号之间存在线性关系。也就是说，当激励电流信号的幅度变化时，测量电压信号的幅度也会成比例地变化。这种线性比例关系在磁感应断层成像中非常重要，因为它简化了信号处理和数据解释的过程。而当电路本身的参数在工作中有所波动或者负载发生改变时，前述的比例关系将可能随时间波动，此时直接采用测量线圈电路输出的电压信号进行图像重建将带来误差。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高成像准确性的用于磁感应断层成像的线圈复用电路及磁感应断层成像方法。

2、第一方面，本技术提供了一种用于磁感应断层成像的线圈复用电路，所述线圈复用电路包括模式切换电路、第一放大器电路、第二放大器电路和多负载电路；

3、所述模式切换电路包括激励信号源和单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的第一端与所述激励信号源连接，所述单刀双掷开关的第二端接地，所述单刀双掷开关的固定端与所述第一放大器的输入端连接；用于在激励模式时，使激励信号源与所述第一放大器电路连接，在测量模式时，使所述第一放大器电路接地；

4、所述第一放大器电路的输出端与所述多负载电路连接；

5、所述第二放大器电路的输入端与所述多负载电路连接，所述第二放大器电路的输出端输出测量信号；

6、所述多负载电路包括：开路负载电路、短路负载电路、电阻电路和复用线圈；

7、所述线圈复用电路处于激励模式时，所述激励信号源通过第一放大器电路向所述复用线圈提供激励信号；所述线圈复用电路处于测量模式时，所述复用线圈采集外部信号，并通过第二放大器电路输出测量信号。

8、在其中一个实施例中，所述激励信号源用于输出电压已知的激励信号。

9、在其中一个实施例中，所述线圈复用电路还包括模数转换电路；

10、所述模数转换电路与所述第二放大器电路的输出端连接，用于将所述第二放大器电路输出的模拟测量信号转换为数字测量信号。

11、第二方面，本技术还提供了一种磁感应断层成像方法，应用于第一方面中任一项所述的线圈复用电路，包括：

12、获取预迭代矩阵；

13、通过多个所述线圈复用电路，得到成像目标的测量数据矩阵；所述测量数据矩阵中的测量数据，表示各线圈复用电路处于测量模式的感应电压，与各线圈复用电路处于激励模式的激励电流的比值；

14、根据所述预迭代矩阵和所述测量数据矩阵，得到图像重建数据；

15、根据所述图像重建数据进行图像重建。

16、在其中一个实施例中，所述预迭代矩阵，用于表示成像目标的电导率与所述测量数据矩阵中的测量数据的关系。

17、在其中一个实施例中，所述通过多个所述线圈复用电路，得到成像目标的测量数据矩阵，包括：

18、将第一线圈复用电路切换至激励模式，其余各线圈复用电路切换至测量模式，计算各线圈复用电路的感应电压与激励电流的比值，得到成像目标的测量数据矩阵中的一行测量数据；

19、依次将各线圈复用电路切换至激励模式，其余各线圈复用电路切换至测量模式，计算各所述感应电压与激励电流的比值，得到成像目标的测量数据矩阵中的各行测量数据。

20、在其中一个实施例中，所述将第一线圈复用电路切换至激励模式，其余各线圈复用电路切换至测量模式，计算各线圈复用电路的感应电压与激励电流的比值，包括：

21、将所述第一线圈复用电路中激励信号源与所述第一放大器电路连接，得到激励电流方程；

22、将第二线圈复用电路中第一放大器电路接地，多负载电路接入复用线圈，得到感应电压方程；

23、将所述第一线圈复用电路和所述第二线圈复用电路接入二端口网络，得到第二放大器电路的放大倍数参数；

24、根据所述激励电流方程、所述感应电压方程和所述放大倍数参数，得到各线圈复用电路的感应电压与激励电流的比值。

25、在其中一个实施例中，所述将所述第一线圈复用电路中激励信号源与所述第一放大器电路连接，得到激励电流方程，包括：

26、将所述第一放大器电路的输入端接入激励信号源，多负载电路分别切换至开路负载电路、短路负载电路、电阻电路和复用线圈，得到多个所述第二放大器电路输出的测量信号的表达式；

27、根据各所述测量信号的表达式，得到所述激励电流方程。

28、在其中一个实施例中，所述根据所述激励电流方程、所述感应电压方程和所述放大倍数参数，得到各线圈复用电路的感应电压与激励电流的比值，包括：

29、将所述感应电压方程与激励电流方程相除，得到所述感应电压和所述激励电流的比例系数方程；

30、根据所述比例系数方程和所述放大倍数参数的比值，得到各线圈复用电路的感应电压与激励电流的比值。

31、在其中一个实施例中，所述根据所述图像重建数据进行图像重建，包括：

32、将所述图像重建数据输入至图像重建算法，得到成像目标的重建图像；所述图像重建算法配置为根据输入的图像重建数据生成对应的图像像素值。

33、上述线圈复用电路，包括模式切换电路、第一放大器电路、第二放大器电路和多负载电路；模式切换电路包括激励信号源和单刀双掷开关，单刀双掷开关的第一端与激励信号源连接，单刀双掷开关的第二端接地，单刀双掷开关的固定端与第一放大器的输入端连接；用于在激励模式时，使激励信号源与第一放大器电路连接，在测量模式时，使第一放大器电路接地；第一放大器电路的输出端与多负载电路连接；第二放大器电路的输入端与多负载电路连接，第二放大器电路的输出端输出测量信号；多负载电路包括：相互并联的开路负载电路、短路负载电路、电阻电路和复用线圈；线圈复用电路处于激励模式时，激励信号源通过第一放大器电路向复用线圈提供激励信号；线圈复用电路处于测量模式时，复用线圈采集外部信号，并通过第二放大器电路输出测量信号。采用本技术中的线圈复用电路，可以在通过激励模式的线圈复用电路和测量模式的线圈复用电路，获取更多用于磁感应断层成像的图像重建的测量数据，相比于直接根据测量线圈电路输出的电压信号进行图像重建，能够提高成像的准确性。