专利名称：用于磁感应断层成像的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁感应断层成像，特别是涉及用于提高磁感应断层成像系统的灵敏度的方法和系统。
背景技术：
磁感应断层成像(MIT)是一种应用于工业和医学成像的非侵入且无接触的成像技术。与其它电学成像技术对比，MIT不要求传感器与关注对象直接接触来进行成像。
MIT被用于重构关注对象内部的无源电学属性的空间分布，该无源电学属性为例如电导率σ、电容率ε和磁导率μ。在MIT中，通常介于几kHz直至若干MHz的正弦电流被应用到发射线圈，从而生成时变磁场，该磁场通常称为主磁场。由于关注对象(例如生物组织)导电，该主磁场在关注对象中产生“涡流电流”。这些涡流电流生成次磁场。这些磁场的组合在接收线圈中感应形成电信号，例如电压。使用若干发射线圈并重复这些测量，得到多组测量数据并将其用于使关注对象的电磁属性随时间的变化可视化。
MIT对所有这三种无源电磁属性(电导率、电容率和磁导率)是敏感的。结果，例如， 关注对象中的电导率贡献可以被重构。具体而言，MIT适合用于针对生物组织重构图像，因为这种组织的磁导率值μ κ 1。
由涡流电流感应形成的次磁场带有关于待测量对象的信息。然而，由次磁场感应形成的电压AV非常小，并且电压AV与在测量线圈上测量的电压V的比率，例如|AV/V|在一些线圈上可以小至10_7。这在当前MIT系统中引入了至少两个问题第一，系统需要高度精确的ADC，这增加了硬件成本，且其次，系统对噪声非常敏感且因而对其探测性能产生限制。
Hermann 等人在 Physiol. Meas, Vol. 26，pp. S307-S318, 2005 中的 “A new type of gradiometer for the receiving circuit of magnetic induction tomography (MIT) ”这一现有技术文件公开了一种通过使用用于接收电路的梯度计来减去一对差分线圈中的信号的方法，这提高了 MIT系统的灵敏度。
然而，梯度计线圈对线圈装置中的几何对称性非常敏感。当线圈对偏离理想对称形状时，例如，由于机械和/或温度不稳定造成的变形的原因，线圈不能完美地相互补偿。
发明内容
实现一种具有提高的系统灵敏度的图像重构系统，这将是有利的。
为了更好地解决这些事宜中的一个或多个，在本发明的第一方面中，提供了一种用于重构关注对象的图像的系统，且该系统包含
-至少一个发射线圈，其配置成生成将应用到关注对象的主磁场；以及 -至少一个测量线圈装置，其配置成测量由次磁场感应形成的电信号，该次磁场是由关注对象响应于主磁场而生成的；
其中所述至少一个测量线圈装置包含置于基本上同一平面内的多个测量线圈。
通过使用置于一个平面内的多个独立测量线圈从而替代传统单个测量线圈，可以独立地计算由关注对象的电导率分布变化造成的次磁场变化，使得当其在例如MIT系统中使用时提高灵敏度。
有利的是，该系统还包含处理器，其配置成基于由次磁场感应形成的测量的电信号重构所述关注对象的图像，该处理器具有用于控制所述多个测量线圈中的每一个以测量其上的第一和第二电信号的控制单元。
在一个实施例中，该第一和第二电信号为感应电压，以及该处理器还包含第一选择单元，其配置成从所述多个测量线圈选择一个测量线圈，所选择的测量线圈具有所述线圈两端的该第一电压和第二电压之间的差分电压与该第一电压之间的比率的最大绝对值。
在另一实施例中，该第一和第二电信号为感应电压，且该处理器还包含第二选择单元，其配置成从所述多个测量线圈选择一个测量线圈，所选择的测量线圈具有所述线圈两端的该第一电压和第二电压之间的差分电压的最大绝对值。
有利的是，该处理器还包含第一计算器，其配置成基于对应于所选择的测量线圈的差分电压计算该关注对象的电导率分布变化。
通过选择对次磁场变化最敏感的测量线圈以及通过在图像重构中使用对应于所选择的测量线圈的差分电压，本发明提高了 MIT系统的灵敏度。
另外有利的是，该处理器还包含第二计算器，其配置成基于从所述多个第一和第二电压导出的多个加权差分电压计算该关注对象的电导率分布变化。
通过对由所述多个测量线圈生成的差分电压进行加权，更多的独立测量数据可以用于图像重构，导致MIT系统的灵敏度增大。
依照本发明另一方面，提供了一种重构关注对象的图像的方法，所述方法包含下述步骤
(a)通过至少一个发射线圈生成将应用到关注对象的主磁场；以及
(b)通过至少一个测量线圈装置测量由次磁场感应形成的电信号，所述至少一个测量线圈装置包含置于基本上同一平面内的多个测量线圈，该次磁场是由关注对象响应于主磁场而生成的。
下文给出本发明的详细解释以及其它方面。
根据参照附图的下述详细描述，本发明的上述和其它目的及特征将变得更见清楚，在附图中
图1为传统测量线圈装置的示意图； 图2为依照本发明的测量线圈装置的实施例的示意图； 图3为依照本发明的系统的实施例的示意图； 图4为依照本发明的方法的示意性流程图。
在所有的附图中，相同的附图标记用于表示相似的部分。
具体实施例方式 在MIT系统中，对象电导率分布和在线圈上的测量的电压之间的关系由麦克斯韦方程建立。测量线圈两端的电压为电场(E)在该线圈上的积分
权利要求
1.一种用于重构关注对象(301)的图像的系统(300)，所述系统包含-至少一个发射线圈(312、314)，其配置成生成将应用到该关注对象的主磁场；以及-至少一个测量线圈装置(315、317)，其配置成测量由次磁场感应形成的电信号，该次磁场是由该关注对象响应于该主磁场而生成的；其中所述至少一个测量线圈装置(315、317)包含置于基本上同一平面内的多个测量线圈(201、202、203、204)。
2.如权利要求1所述的系统，还包含用于基于由该次磁场感应形成的测量的电信号重构所述关注对象的图像的处理器(320)，该处理器具有配置成控制所述多个测量线圈中的每一 个以测量其上的第一和第二电信号的控制单元(322)。
3.如权利要求2所述的系统，其中该第一和第二电信号为感应电压，且该处理器还包含第一选择单元(3M)，其配置成从所述多个测量线圈选择一个测量线圈，所选择的测量线圈具有所述线圈两端的该第一电压和第二电压之间的差分电压与该第一电压之间的比率的最大绝对值。
4.如权利要求2所述的系统，其中该第一和第二电信号为感应电压，且该处理器还包含第二选择单元(325)，其配置成从所述多个测量线圈选择一个测量线圈，所选择的测量线圈具有所述线圈两端的该第一电压和第二电压之间的差分电压的最大绝对值。
5.如权利要求3或4所述的系统，其中该处理器还包含第一计算器(3 )，其配置成基于对应于所选择的测量线圈的差分电压计算该关注对象的电导率分布变化。
6.如权利要求2所述的系统，其中该处理器还包含第二计算器(3观)，其配置成基于从所述多个第一和第二电压导出的多个加权差分电压计算该关注对象的电导率分布变化。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述多个测量线圈中的每一个为扇形的，且所述多个测量线圈形成圆形平面。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述多个测量线圈中的每一个为方形，且所述多个测量线圈形成方形平面。
9.如权利要求7或8所述的系统，其中所述多个测量线圈中的每一个围成基本上相同的面积。
10.一种磁感应断层成像扫描器，包含如权利要求1至9中任意一项所述的系统。
11.一种重构关注对象的图像的方法，所述方法包含下述步骤(a)通过至少一个发射线圈生成(410)将应用到该关注对象的主磁场；以及(b)通过至少一个测量线圈装置测量(420)由次磁场感应形成的电信号，所述至少一个测量线圈装置包含置于基本上同一平面内的多个测量线圈，该次磁场是由该关注对象响应于该主磁场而生成的。
12.如权利要求11所述的方法，其中步骤(b)包含步骤(430):控制所述多个测量线圈中的每一个从而在该关注对象的电导率分布变化之前和之后测量第一和第二电信号。
13.如权利要求12所述的方法，其中该第一和第二电信号为感应电压，该方法还包含步骤(440):从所述多个测量线圈选择一个测量线圈，所选择的测量线圈具有该第一电压和第二电压之间的差分电压与该第一电压的比率的最大绝对值。
14.如权利要求12所述的方法，其中该第一和第二电信号为感应电压，该方法还包含步骤(440’ )从所述多个测量线圈选择一个测量线圈，所选择的测量线圈具有该第一电压和第二电压之间的差分电压的最大绝对值。
15.如权利要求13或14所述的方法，还包含步骤(450)基于对应于所选择的测量线圈的差分电压，计算该关注对象的电导率分布变化。
16.如权利要求12所述的方法，还包含步骤(450’)基于从所述多个第一和第二电压导出的多个加权差分电压，计算该关注对象的电导率分布变化。
全文摘要
本发明涉及用于磁感应断层成像的方法和系统，该系统包含至少一个发射线圈(312、314)，其用于生成将应用到关注对象(301)的主磁场；以及至少一个测量线圈装置(315、317)，其用于测量由次磁场感应形成的电信号，该次磁场是由关注对象响应于主磁场而生成的，其中所述至少一个测量线圈装置包含置于基本上同一平面内的多个测量线圈。通过使用置于一个平面内的多个独立测量线圈从而替代传统单个测量线圈，可以选择两端的测量的差分电压对次磁场变化最敏感的那个测量线圈以用于计算电导率分布变化，使得MIT系统的灵敏度提高。
文档编号G01V3/10GK102187252SQ200980135589
公开日2011年9月14日 申请日期2009年9月2日 优先权日2008年9月11日
发明者闫铭, 谌达宇, 靳华 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司