[实用新型]基于激光原子磁力计的磁感应成像装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种磁感应成像装置，特别涉及一种基于激光原子磁力计的磁感应成像装置。

背景技术

X射线在医学上的应用建立了活体解剖学和生理学的新概念，促进了基础医学和临床医学的蓬勃发展。特别是最近20余年间，随着高速计算机的发展，将放射技术、超声波、电磁技术与计算机运算结合，产生了包括CT、超声成像、磁共振成像等在内的一系列高精度、高分辨率的医学影像诊断设备。

虽然目前的检测技术如头颅CT、核磁共振(MRI)及磁共振弥散成像(DWI)等，可以准确判定危重疾病的性质、范围和程度，但是还是无法进行床旁连续的成像，对于病情危重、变化较快，但又不宜反复搬动的患者不能监测其病灶的动态变化，因此对病情演变的及时判断及调整治疗方案受到限制。所以急需一种便携，能够对病人进行连续监护的医学影像诊断设备，尤其重要的是能够有效地检测脑水肿血肿的状况。

磁感应成像(Magnetic Induction Tomography,MIT)是一种新型的成像技术，其基本原理是利用通过正弦电流的激励线圈产生主磁场B，将被测物体置于主磁场B场中，被测物体内部诱导出涡流电流，涡流电流产生的二次磁场ΔB将引起空间中磁场分布发生变化，在检测线圈上检测到B+ΔB，当物体的电导率发生改变，物体内部的涡流电流分布将随之改变，从而检测线圈的电压也发生变化，因此检测线圈电压的变化与电导率分布存在密切的关系，利用重构算法可以实现对被测物体内部电导率分布的图像显示。MIT与传统的医学成像技术不同，MIT采用电阻抗这一全新的物理量为媒介来反映人体内的生理和病理状态。

MIT具有以下四个显著的优点，时间敏感性、易穿透颅骨、无创和安全、便携和便。因此，采用MIT技术运用于临床，将能够有效解决临床上脑血管疾病的早期筛查和动态监护预警的难题，提升诊疗水平，更好地为人民健康服务。但是由于生物组织的电导率非常小，通常在10s/m以下，生物组织在主磁场的作用下，产生的二次磁场十分微弱，而现有的磁感应成像装置难以精确地测量这一微弱的电磁场，从而限制了磁感应成像在医学影像诊断中的推广应用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于激光原子磁力计的磁感应成像装置，能够精确地测量生物组织产生的微弱的电磁场，有利于磁感应成像在医学影像诊断中的推广应用。

本实用新型的基于激光原子磁力计的磁感应成像装置，包括信号采集处理器、用于产生激励磁场的激励线圈、用于承托被测物体的托板及用于探测电磁场的探测器；

所述探测器包括激光光源、第一半波片、第一偏振分光棱镜、第一反射镜、四分之一波片、第二反射镜、第二半波片、原子气室、探测线圈、直流电源、第二偏振分光棱镜、第三反射镜、平衡光电二极管接收器、放大电路模块、锁相放大器及射频电源模块；

所述激光光源发射出的激光通过第一半波片后经过第一偏振分光棱镜分成相垂直的泵浦光及检测光，泵浦光通过第一反射镜的反射后通过四分之一波片射入照射原子气室，检测光通过第二反射镜的反射后通过第二半波片射入原子气室；从原子气室射出的检测光经过第二偏振分光棱镜分成相垂直的两束光，其中一束光经过第三反射镜的反射后到达平衡光电二极管接收器的第一信号输入端，另一束光直接到达平衡光电二极管接收器的第二信号输入端；所述直流电源为探测线圈提供直流电流，所述探测线圈为气室提供静态磁场；

所述平衡光电二极管接收器将输入的光信号转换成电信号，电信号经过放大电路模块的放大后送入锁相放大器的检测端；所述射频电源模块提供交流信号到锁相放大器的参考信号端以提供参考频率，同时射频电源模块提供交变的电流驱动激励线圈产生激励磁场，激励磁场在被测物体中诱导出涡流场；所述锁相放大器的幅值和相位信号均输入至信号采集处理器进行处理。

进一步，所述探测线圈为亥姆霍兹线圈。

进一步，所述探测器还包括一用于控制原子气室内温度的温度控制系统，所述温度控制系统包括温度控制器、设在原子气室中的温度传感器及分别设在原子气室上下两端的加热板，所述温度控制器的信号输入端与温度传感器的信号输出端相连，所述温度控制器的信号输出端与加热板的信号输入端相连。

进一步，所述激光光源通过激光稳频处理进行频率锁定。

进一步，所述原子气室内部充填铷原子气体。

进一步，所述托板由三维扫描系统驱动在三维空间中移动，信号采集处理器向三维扫描系统发出控制信号；所述信号采集处理器根据三维扫描系统的空间位置信号及锁相放大器的幅值和相位信号进行图像重构。