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原文传递一种注入电流式热声成像方法

专利名称：	一种注入电流式热声成像方法
摘要：	本发明公开了一种注入电流式热声成像方法，涉及电热声成像技术领域，采用A、B两个电极对目标体施加微秒宽的脉冲电压U(t)，目标体的电导率是σ，将目标体和超声换能器均浸没于电导率为0的去离子水中；由于感应的磁场非常小，采用电准静态场近似；其图像对比度高，不使用射线，安全环保，具有价格低廉、操作简单以及重复使用的优点，可以实现疾病的早期检测、诊断以及治疗康复过程中的监护，在医学成像领域的发展潜力非常大。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	中国石油大学(华东)
发明人：	樊晓曦;王兴伟;陈距文
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910745300.5
公开号：	CN110333294A
代理机构：	北京汇捷知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	于鹏
分类号：	G01N29/06(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	266000 山东省青岛市黄岛区长江西路66号
主权项：	1.一种注入电流式热声成像方法，其特征在于：采用A、B两个电极对目标体施加微秒宽的脉冲电压U(t)，目标体的电导率是σ，将目标体和超声换能器均浸没于电导率为0的去离子水中；由于感应的磁场非常小，采用电准静态场近似，注入电流式热声成像方法满足的电磁场定解模型为：其中，φ和Γ分别是电标位和目标体的边界，即能从式(1)中求出电标位φ；n是边界S的法向单位矢量，▽·()是指对括号内矢量求散度。 2.根据权利要求1所述的一种注入电流式热声成像方法，其特征在于：目标体内的电场强度E，为其中，-▽φ是指φ的梯度的负值；目标体内的电流密度J，为 J＝σE； (3) 目标体吸收焦耳热，热函数Q(r′,t)为 Q(r′,t)＝σ\|E(r′,t)\|2； (4) 其中，r’和t分别是指目标体的位置和时间；则，声压p(r,t)满足的波动方程为其中，r表示声源的位置，cs表示声速、Cp表示介质比热容、β表示膨胀系数。 3.根据权利要求2所述的一种注入电流式热声成像方法，其特征在于：获得声压波动方程后，通过格林函数积分解或者仿真计算，最终求得热声场的分布。 4.根据权利要求2所述的一种注入电流式热声成像方法，其特征在于：注入电流式热声成像中，目标体内部受热膨胀产生声压p(r,t)，此热声信号被放置在目标体周围的超声换能器接收，由感应式热声成像中声场正问题的分析可知，超声换能器接收到的热声信号ω(r,t)为超声换能器位置的声压p(r,t)与超声换能器的脉冲响应函数h(t)的卷积，即 5.根据权利要求4所述的一种注入电流式热声成像方法，其特征在于：在式(6)中，超声换能器接收到的热声信号ω(r,t)既能反映原始声场的波形，也包含了超声换能器的响应特性。 6.根据权利要求2所述的一种注入电流式热声成像方法，其特征在于：在求解电场强度时，利用有限元方法对式(1)求解，可以得到目标体的电标位，进而可以利用式(2)和式(3)求解目标体内的电场强度和电流密度。 7.根据权利要求6所述的一种注入电流式热声成像方法，其特征在于：目标体内部结构复杂，其电场强度和电流密度的分布也趋于复杂化；内部电导率越高的区域，其电流密度越大，并且目标体中电流密度的模值和目标体电导率的变化相对应；电导率变大的区域中电流密度也变大，电导率变小的区域中电流密度也变小，电导率均匀的区域中电流密度并不均匀。 8.根据权利要求7所述的一种注入电流式热声成像方法，其特征在于：热函数的分布也趋于复杂，目标体中热函数与目标体电导率的变化相对应，内部电导率越高的区域，其热函数越大，激发的声源也越大；故声源的强度与目标体中电导率的分布相对应，但是电导率均匀的区域中热函数并不均匀。
所属类别：	发明专利