磁性纳米粒子磁声检测仿真分析

摘要

磁性纳米粒子标记肿瘤的检测与成像,对肿瘤的早期诊断或特异性诊断具有重要意义和潜在应用前景.本文采用超顺磁性纳米粒子标记的肿瘤模型为研究对象,在外加时变磁场的作用下,纳米粒子受到磁力作用,带动肿瘤组织在平衡位置附近振动,以激发超声信号,利用传感器检测此超声信号,可反演磁性纳米粒子的分布情况,进而实现对肿瘤的检测和定位.本文利用有限元法建立了由超顺磁性纳米粒子标记的微型肿瘤模型,将声源等效为偶极子,进行声场数值模拟,针对不同深度的成像目标,求解了声场分布和声压信号序列;采用达到时间差方法,对肿瘤进行了定位.仿真结果显示:声场的分布能够反映声源的位置,声压信号的时域特征包含磁性纳米粒子的位置信息,到达时间差算法可以完成磁性纳米粒子分布反演,实现对肿瘤的较准确定位.