磁聲顯微成像方法研究

《磁聲顯微成像方法研究》是依託中國科學院電工研究所，由夏慧擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：磁聲顯微成像方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：夏慧
• 依託單位：中國科學院電工研究所

項目摘要

隨著生物醫學和材料科學發展和進步，人類不再滿足對組織或者材料的表面顯微成像，而是迫切需要得到物體表面、亞表面和內部許多新的微觀信息，研究基於電特性差異的顯微成像技術，對於組織或材料的微細結構研究至關重要，本項目首次提出一種新原理的顯微成像方法-磁聲顯微成像。研究該新型顯微鏡成像方法的激勵檢測理論，考察不同激勵參數和聲透鏡參數對顯微鏡軸向解析度和橫向解析度的影響規律，找出有助於提高顯微鏡解析度的最佳脈衝激勵參數和聲透鏡參數；突破目前磁聲成像重建算法複雜，難以實時成像的問題，借鑑基於聲透鏡的光聲成像重建算法，提出電流密度和電導率快速重建算法，形成具有自主智慧財產權的新型高解析度、高靈敏度和高成像速度的磁聲顯微成像方法，為活體動物實驗、癌症早期診斷研究提供一個有力的分析工具和平台。

結題摘要

隨著科學技術的發展和進步，生物醫學和材料科學領域的研究已深入到細胞、分子以及原子水平，人類不再滿足對組織或者材料的表面顯微成像，而且迫切需要得到物質表面、亞表面和內部許多微觀信息，顯微鏡作為一種必要的觀察工具，套用日益廣泛和重要。研究基於電特性差異的顯微成像技術，對於組織或材料的微細結構研究至關重要。鑒於此，本項目開創性的提出一種新原理的顯微成像方法-基於聲透鏡的磁聲成像。該成像方法涉及電磁激勵技術、聲透鏡技術以及圖像重建方法三個方面，其成像原理為被測樣品在脈衝磁場和靜磁場的共同激勵下由於被測樣品的洛倫茲力效應在激勵源區內產生磁聲信號，具有成像能力的聲透鏡將激勵源區內的任意點的點聲源的聲壓信號直接成像於像面上，利用像面上檢測到的聲壓分布直接重構激勵源區的洛倫茲力散度，進而重建電流密度和電導率分布。項目首先通過理論和實驗研究了新型層析成像方法的激勵檢測理論，考察了不同激勵參數和聲透鏡參數對顯微鏡軸向解析度和橫向解析度的影響規律，確定了提高解析度的最佳脈衝激勵參數和聲透鏡參數；其次，通過實驗證實基於聲透鏡的磁聲成像重建算法與傳統的磁聲成像重建算法相比提高了成像速度，形成了具有自主智慧財產權的新型高解析度、高靈敏度和高成像速度的磁聲層析成像方法，為小動物實驗等科學研究提供一個有力的分析工具和平台。