1、磁聲耦合成像是一種新型無創(chuàng)生物組織電特性功能成像技術(shù)，具有超聲成像高空間分辨率和電阻抗成像高對比度的優(yōu)勢，在腫瘤早期診斷方面具有重要的應(yīng)用價值。微弱聲信號的檢測和處理是磁聲成像重要的研究內(nèi)容，對圖像對比度和成像精度起關(guān)鍵作用。
　　目前磁聲耦合成像通常采用時域的信號檢測處理方法，采用kV級高壓μs窄脈沖進行激勵以達到mm分辨率，其激勵源設(shè)計實現(xiàn)難度較大，同時存在一定安全性問題，且時域方法檢測易受到高頻空間電磁場耦合干擾，限制了成像

2、質(zhì)量。
　　針對目前時域磁聲耦合成像方法存在的問題，本文提出頻域的磁聲成像方法，采用kHz連續(xù)正弦信號激勵，其產(chǎn)生的聲信號在kHz頻段，衰減遠小于MHz頻段，簡化了實驗成像裝置。另外，頻域信號的檢測采用鎖相放大技術(shù)，對微弱聲信號頻域信息的檢測放大，提高了信號檢測精度，實現(xiàn)不同頻率的信號幅值相位信息的測量，通過基于頻域檢測的圖像重建算法，實現(xiàn)組織聲源電導(dǎo)率分布圖像的重建。
　　本文依據(jù)波動方程建立了頻域磁聲耦合正問題的數(shù)學(xué)模型

3、;基于正弦波激勵，采用復(fù)平面矢量疊加求和方法，對頻域磁聲耦合正問題即磁聲信號幅值相位進行求解;并通過數(shù)值求解和解析解，對簡單電導(dǎo)率邊界仿體邊界聲源進行了仿真研究，基于復(fù)平面聲源矢量疊加方法分析了不同模型下的頻域幅值和相位特性。搭建頻域磁聲成像實驗系統(tǒng)，設(shè)計基于虛擬儀器平臺的掃描檢測系統(tǒng)的驅(qū)動控制程序，實現(xiàn)了成像實驗系統(tǒng)的同步驅(qū)動控制采集和數(shù)據(jù)預(yù)處理，進行了頻域方法的電導(dǎo)率邊界模型的實驗研究，驗證頻域磁聲耦合數(shù)學(xué)模型和仿真研究結(jié)果。最后建

4、立了頻域磁聲成像逆問題模型，利用優(yōu)化算法對求解電導(dǎo)率分布的頻域磁聲耦合逆問題進行了仿真和實驗研究。
　　仿真研究表明，不同仿體的頻域幅值隨著聲源空間位置、介質(zhì)聲源幅值的變化而變化，變化規(guī)律滿足頻域磁聲耦合模型。同時對于相同介質(zhì)模型在不同頻率下，其對應(yīng)的幅值和相位不同，且多層介質(zhì)模型聲源滿足單層聲源矢量的疊加求和規(guī)則。頻域信號包含了電導(dǎo)率邊界分布信息，通過鎖相放大方法對頻域磁聲信號檢測，可獲取該電導(dǎo)率信息，同時降低了激勵源的要求。實

5、驗結(jié)果表明，頻域相位隨距離變化規(guī)律滿足頻域磁聲耦合理論與仿真結(jié)果，對于金屬電導(dǎo)率邊界模型，輸出激勵幅值達到1V以下時即可檢測到磁聲耦合聲信號。磁聲信號的檢測精度得到提高，檢測精度可達到10-7Pa，同時空間分辨率可達到mm量級。
　　總之，本研究提出的頻域磁聲耦合成像方法，提高了微弱磁聲信號檢測精度，對實現(xiàn)磁聲耦合介質(zhì)內(nèi)部電導(dǎo)率的檢測和成像的研究具有重要意義。同時有利于降低磁聲耦合激勵源設(shè)計實現(xiàn)難度，簡化磁聲成像系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計難度，