组织电导率性质对磁感应磁声耦合成像声源强度的影响

王世刚，何乐民，游敏娟，马任，刘志朋

1.山东第一医科大学（山东省医学科学院）放射学院，山东泰安271016；2.山东医药技师学院，山东泰安271016；3.中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所，天津300192

前言

生物组织的电阻抗作为一项结构、生理功能、病理变化的参数，在基础医学和临床诊断中具有重要的意义和广泛的应用，因此对生物组织进行电阻抗成像成为医学影像科研工作者的研究热点之一，目前以获得生物组织的电阻抗特性为成像目标的成像模式有电阻抗成像技术［1‐3］、磁感应成像技术［4‐6］、磁共振电阻抗成像技术［7‐9］、磁声电成像技术［10‐12］和磁感应磁声耦合成像技术（MAT‐MI）［13‐16］等。其中，MAT‐MI具有高分辨率、高对比度以及非嵌入式的优点，并且可与内窥检测技术进行结合［17‐19］，拥有广阔的临床应用前景。现阶段对MAT‐MI 的研究多为生物组织电导率性质为各向同性，但某些生物组织的电阻抗还具有各向异性或电导率渐变的特点，研究文献较少［20］。

本文对不同性质的生物组织电导率MAT‐MI 的声源强度特性进行理论分析，推导不同性质的生物组织电导率声源强度公式，并运用COMSOL Multiphysics5.5 建立生物组织电导率模型，进行仿真求解。结果证明：在同样激励条件下，电导率各向同性和各向异性的声源分布都能反映生物组织的层析结构，但其强度不同。本研究为MAT‐MI的逆问题声源的精确重建提供理论基础，说明MAT‐MI在生物医学成像中具有重要的临床价值和广阔的应用前景。

1 原理

1.1 成像原理

将生物组织放置在同方向脉冲磁场B1(t)和均匀静磁场B0中时，根据法拉第电磁感应定律可知：，脉冲磁场产生感应电场E，该电场使具有一定电导率的生物组织产生相应的涡电流。……