第45卷第1期2024年1月仪器仪表学报ChineseJournalofScientificInstrumentVol.45No.1Jan.2024DOI:10.19650/j.cnki.cjsi.J2312011收稿日期:2023-10-12ReceivedDate:2023-10-12∗基金项目:国家自然科学基金(62001313)、辽宁省科技重大重点项目(2021JH2/10300134,2022JH1/10500004)、辽宁省教育厅重点项目(LJKZ0133)、沈阳市重点项目(22-321-32-09)资助基于谐波磁化响应半峰宽模型的非零场点磁性纳米粒子距离层析测量∗白石,刘志尧,盖伶柯,李克文,李天舒(沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳110870)摘要:磁粒子成像技术是一种以生物功能化超顺磁性纳米粒子为示踪剂的全新人体功能层析成像技术,其通常必须构建基于梯度场的零磁场点/线并对其进行空间扫描以实现示踪剂定位,其空间分辨率正比于梯度场强度。而高强度梯度场需大体积电/永磁体构建,使其无法用于微创淋巴结术中定位。本研究在不使用梯度定位场条件下,提出基于朗之万函数和激励-磁化场空间分布计算的窄带磁纳米粒子深度定位理论,推导不同深度磁性纳米粒子产生的磁化响应与空间方位角的函数关系,建立半峰宽-距离检测与真实浓度解析模型,并进一步开发了磁粒子深度层析装置(即非梯度式一维磁粒子成像仪),体外实验测量结果表明其空间定位分辨率为15mm,误差5.21%,浓度模型还原误差为2.61%。对比已获批上市的欧洲Sentimag等静磁场磁粒子定位装置具有显著性能优势,可完全满足术中淋巴结定位等创新临床应用需求。关键词:磁粒子磁化响应;半峰宽;距离层析;浓度模型;前哨淋巴结中图分类号:TH77文献标识码:A国家标准学科分类代码:460.40Interlayerdistancemeasurementofmagneticnanoparticlesbasedontheharmonicmagneticresponsehalf-peakwidthmodelundernon-zerofieldconditionsBaiShi,LiuZhiyao,GaiLingke,LiKewen,LiTianshu(SchoolofInformationScienceandEngineering,ShenyangUniversityofTechnology,Shenyang110870,China)Abstract:Magneticparticleimaging(MPI)isanemerginghumanbodyfunctionallayerscanningimagingtechnologythatusesbio-functionalizedsuperparamagneticnanoparticlesastracers.Ittypicallyrequirestheconstructionofafield-freepoint/linebasedonagradientfieldandspatialscanningofittoachievetracerlocalization.Itsspatialresolutionisproportionaltothegradientfieldstrength.However,high-strengthgradientfieldsneedlarge-volumeelectro/permanentmagnetstoconstruct,making...
