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龍圖騰網(wǎng)獲悉中國(guó)科學(xué)院電工研究所申請(qǐng)的專利磁性微泡磁熱聲成像方法及裝置獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN116138738B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-12發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202310138388.0，技術(shù)領(lǐng)域涉及：A61B5/00；該發(fā)明授權(quán)磁性微泡磁熱聲成像方法及裝置是由李艷紅;劉國(guó)強(qiáng);趙梵喆;劉洪家設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2023-02-20向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本磁性微泡磁熱聲成像方法及裝置在說明書摘要公布了：本發(fā)明提供一種磁性微泡磁熱聲成像方法及裝置，由脈沖電源激勵(lì)線圈產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)，脈沖磁場(chǎng)施加于磁性微泡，磁性微泡由磁性納米顆粒和微氣泡組成，由于磁性納米顆粒的存在，磁性微泡在脈沖磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生磁致熱效應(yīng)，形成熱聲源，引起熱膨脹激發(fā)超聲信號(hào)，由于微氣泡的存在，磁性微泡進(jìn)一步增強(qiáng)超聲信號(hào)，由超聲換能器檢測(cè)該超聲信號(hào)，即磁熱聲信號(hào)，進(jìn)而重建熱聲源和磁性微泡濃度圖像。應(yīng)用本發(fā)明方法的磁性微泡磁熱聲成像裝置由磁場(chǎng)激勵(lì)系統(tǒng)、電磁場(chǎng)?溫度場(chǎng)?聲場(chǎng)耦合轉(zhuǎn)換單元、檢測(cè)系統(tǒng)和成像與顯示單元構(gòu)成。

本發(fā)明授權(quán)磁性微泡磁熱聲成像方法及裝置在權(quán)利要求書中公布了：1.一種磁性微泡磁熱聲成像方法，其特征在于，所述的成像方法由脈沖電源激勵(lì)線圈產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)，脈沖磁場(chǎng)施加于磁性微泡，磁性微泡由磁性納米顆粒和微氣泡組成，由于磁性納米顆粒的存在，磁性微泡在脈沖磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生磁致熱效應(yīng)，形成熱聲源，引起熱膨脹激發(fā)超聲信號(hào)，由于微氣泡的存在，磁性微泡進(jìn)一步增強(qiáng)超聲信號(hào)，由超聲換能器檢測(cè)該超聲信號(hào)，即磁熱聲信號(hào)，進(jìn)而重建熱聲源和磁性微泡濃度圖像；磁性微泡聚集在病變的生物組織上，根據(jù)磁性微泡與生物組織之間的電磁特性和聲源特性差異，識(shí)別磁性微泡分布，進(jìn)而反映病變的生物組織的位置及病變的生物組織特征；用于磁性微泡磁熱聲成像的磁性微泡有三種結(jié)構(gòu)，一種為磁性納米顆粒耦合到微泡的外殼表面；一種為磁性納米顆粒嵌入微泡殼中；還有一種為磁性納米顆粒被嵌入微泡油層中；磁性納米顆粒通過化學(xué)反應(yīng)連接到微泡表面，該結(jié)構(gòu)使微泡殼具有較好的粘彈性、比磁性納米顆粒嵌入在微泡殼內(nèi)具有更大的自由度、對(duì)微氣泡振動(dòng)的抑制作用更小，同時(shí)該結(jié)構(gòu)具有更高的飽和磁化強(qiáng)度；磁性納米顆粒和微氣泡分別具有較好的磁熱聲顯影性能和良好的回聲反射超聲散射響應(yīng)性能，磁性納米顆粒通過改變聲阻抗而增強(qiáng)磁熱聲的超聲信號(hào)，磁性微泡的聲學(xué)性能除了與微氣泡相關(guān)，也與磁性微泡的磁性納米顆粒濃度特性相關(guān)； 針對(duì)軟組織以及含骨質(zhì)的生物組織介質(zhì)環(huán)境，將熱聲源函數(shù)同時(shí)引入到固體位移場(chǎng)和流體聲場(chǎng)中，建立了電磁場(chǎng)-溫度場(chǎng)-固體位移場(chǎng)-流體聲場(chǎng)耦合模型； 對(duì)于流固耦合模型，流體區(qū)域聲壓波動(dòng)方程、邊界條件和初始條件描述為： 式中，pr,t為位置r處t時(shí)刻的聲壓，cs為流體中縱波傳播速度，β為體膨脹系數(shù)，Cp為比熱容，Sr'為磁性微泡在電磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生的熱聲源空間分布，δt為階躍函數(shù)，ρ0為介質(zhì)密度，n為流體和固體界面的法向分量，u為位移向量，聲源項(xiàng)包含了熱函數(shù)Sr',t的偏導(dǎo)數(shù)，聲源項(xiàng)可表示為熱聲源空間分布和時(shí)間項(xiàng)的函數(shù)，即r'為熱聲源位置，為拉普拉斯算符，為對(duì)時(shí)間的二階偏導(dǎo)，為時(shí)間偏導(dǎo)數(shù)，為微分算符，fluid-solid表示流體固體邊界； 當(dāng)磁熱聲信號(hào)在傳播過程中遇到固體材料，則熱平衡動(dòng)力學(xué)方程和邊界條件由式2來描述： 式中，λ、μ為拉梅系數(shù)，u為位移向量，βT＝λβ，T為參考溫度基礎(chǔ)上的溫升，ρ0為介質(zhì)密度，p為聲壓，n為流體和固體界面的法向分量，▽2為拉普拉斯算符，為對(duì)時(shí)間的二階偏導(dǎo)，為時(shí)間偏導(dǎo)數(shù)，為微分算符，f|fluid-solid＝-np|fluid-solid表示流體和固體的耦合邊界條件，fluid-solid表示流體固體邊界，f表示流體中的聲壓遇到固體界面被轉(zhuǎn)換成的力； 當(dāng)激勵(lì)為調(diào)制信號(hào)交變脈沖磁場(chǎng)激勵(lì)，則有熱聲源表達(dá)式為： 其中，μ0為真空磁導(dǎo)率，Hr'為磁場(chǎng)強(qiáng)度的幅值，χ0為磁性微泡的磁化率，ω0為角頻率，τR為弛豫時(shí)間； 針對(duì)不同形式的激勵(lì)——窄脈沖單脈沖磁場(chǎng)激勵(lì)，忽略磁滯損耗，在絕熱條件下，將磁化能量積累表征為熱聲源，熱函數(shù)表達(dá)式為： 式中，B0r',t代表真空中磁感應(yīng)強(qiáng)度，Mr',t代表磁性微泡等效磁化強(qiáng)度。

如需購(gòu)買、轉(zhuǎn)讓、實(shí)施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請(qǐng)人或?qū)＠麢?quán)人中國(guó)科學(xué)院電工研究所，其通訊地址為：100190 北京市海淀區(qū)中關(guān)村北二條6號(hào)；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。