一种基于线性零磁场的动脉血管扫描成像方法仿真

作者：杨丹^*; 王雨忱; 李天兆; 徐彬; 吴莹

来源：电工技术学报, 2023, 1-12.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.221991

• 心血管疾病
• 磁场与血流耦合电效应
• 零磁场线
• 线性梯度磁场
• 卷积神经网络
• COMSOL

基于磁电耦合效应的血流检测及血管成像是实现心血管疾病早期诊疗的有效方法之一。本文基于磁场与血流耦合电效应，设计了一种用于动脉血管扫描成像的组合线圈结构，产生带有零磁场线（Field Free Line， FFL）区域的线性梯度磁场；在此结构的基础上，通过控制激励电流驱动FFL实现成像区域双向扫描；结合卷积神经网络（Convolutional Neural Networks， CNN）实现磁电耦合信号与血管信息的非线性映射，进而提出了一种基于线性零磁场的动脉血管扫描成像新方法。采用多物理场仿真软件COMSOL对基于线性零磁场的血管扫描成像方法进行建模，求解磁电耦合信号，验证了所提出方法的合理性和有效性。结果表明，线性梯度磁场模式下的磁电耦合信号含有血管位置、半径等信息；CNN重建血管位置误差平均值为1.569 4mm，重建血管半径的均方误差（Mean Squared Error， MSE）和相关系数（Correlation Coefficient， CC）平均值分别为0.054 8和0.987 0。研究结果可用于血管成像装置设计及后续相关临床应用提供研究支撑。

• 单位
  东北大学