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近年来,基于磁声效应的感应式磁声成像技术(MAT-MI)作为一种新型的生物电阻抗成像方法在生物医学成像领域得到了快速的发展。该方法融合了磁感应成像技术和超声断层成像技术的优点,兼具高分辨率和高对比度的成像优点,在生物医学领域具有广阔的应用前景,目前国内外已有很多研究小组在开展研究。 MAT-MI是以脉冲磁场作为激励源、超声信号作为信息载体,通过采集待测体周围的超声信号进行图像重建得到电导率分布信息的影像方法。因此MAT-MI成像可分为两步,一是使用脉冲磁场激发超声波,获得超声数据;二是使用计算机对获得的超声数据进行计算获得断层图像。因此针对第一步的计算过程找到一种准确可靠的计算模型是第二步重建的基础。本文在前人理论的基础上,分别就声源和声压的计算提出了相应的计算模型和求解方法,在此基础上进行了数值仿真验证,为逆问题的优化求解提供了保障。 在逆问题重建方面,考虑到减少传感器数量和欠采样次数下图像的分辨率与对比度,我们引入了压缩感知的理论,并采用正交匹配跟踪的算法对二维仿真模型进行了验证。在电磁场逆问题方面,通过归纳将目前应用较广的两类重建方法进行了总结,同时就忽略电导率边界影响的情况提出了一种基于涡流场有旋分量的求解方法。 此外,磁声信号采集也是MAT-MI成像设备中的关键技术之一。本文首先使用FPGA设计了方波触发信号,为平台的脉冲电源和采集卡提供了同步触发信号。并运用labVIEW软件编写了采集系统的应用软件,将平台硬件统一架构,实现了测量系统的高度自动化,大大提高了实验系统的稳定性、可靠性以及后续处理复杂数据的便捷性。最后在新的平台下,使用三种复杂模型进行了实验,并用实测的数据采用两种方法进行了重建,获得了较为清晰的样本重建结果。