用于微波诱导的热声成像的被动光束成形元表面
IEEE transactions on bio-medical engineering
|March 3, 2025
概括
一种新型的被动光束形成元表面 (PB-MS) 增强了微波诱导热声成像 (MTAI) 以更深层次的组织可视化. 这一突破改善了信号噪声比和对比度,为先进的临床诊断铺平了道路.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 医疗成像医学成像
- 电磁学 电磁学 电磁学 电磁学
背景情况:
- 微波诱导热声成像 (MTAI) 提供具有临床潜力的非电离,高分辨率,深度透成像.
- 目前的MTAI技术遭受信号噪声比 (SNR) 和对比度的降低,特别是在深层组织成像方面.
研究的目的:
- 引入一个被动光束形成元表面 (PB-MS),以提高MTAI的灵敏度和成像深度.
- 改善微波能量聚焦和分布,用于更深层的组织区域.
主要方法:
- 一个270毫米×270毫米×5毫米的PB-MS,包括27个超结构单元,旨在通过相控聚焦微波能量.
- PB-MS利用表面等离子重新塑造微波场,增加目标区域的能量密度.
- 进行了模拟和实验评估,以评估MTAI中的PB-MS性能.
主要成果:
- 在7.5厘米深处,PB-MS在肌肉幻影中达到22.2dB的高SNR.
- 增强的MTAI系统显示检测到最小导电率变化 (0.095 S/m).
- 微升级出血在血液性中风的小鼠模型中成功地被确定.
结论:
- PB-MS有效地优化了能源输送,使得MTAI更深,更灵敏.
- 这项技术显著提高了MTAI成像质量,标志着临床应用的关键进步.


