面向乳腺肿瘤床旁检测的浅表器官小型磁共振成像系统关键技术研究
批准号:
52075098
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
易红
依托单位:
学科分类:
机械测试与仪器
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
易红
中文摘要
针对乳腺肿瘤检测的需求,突破浅表器官磁共振成像系统小型化的瓶颈,开展乳腺肿瘤床旁检测小型磁共振系统关键技术的研究,具体涉及以下几方面的研究:(1)设计一种单边Halbach阵列磁体结构,结合无源匀场方法,优化水平磁场均匀性和竖直磁场梯度的线性度;(2)设计一种非对称梯度线圈结构,提供高线性度的水平脉冲梯度场;(3)设计一种契合乳房器官的半球形成像线圈,结合集成双工器、调谐匹配和放大功能的电路结构,提供高均匀性的射频场和高信噪比的磁共振信号;(4)基于上述硬件的研制,优化空间结构,完成乳腺肿瘤床旁检测小型磁共振装置的搭建;(5)设计适用于单边磁体的成像脉冲序列,优化脉冲参数,提高成像质量;(6)开展乳腺肿瘤成像实验研究,通过计算机辅助与深入学习算法,建立可靠的乳腺肿瘤诊断模型。
英文摘要
For advanced diagnosis of breast cancer, this subject set out to break through the bottleneck of miniaturization of superficial organ magnetic resonance imaging system and realize bedside detection of breast tumor. This study involves the following key aspects: (1) Design a single-sided magnet structure by using halbach arrays with the passive shimming method to realize the high homogeneity of magnetic field in xy-plane and the good linearity of magnetic gradient along z-axis. (2) Design an asymmetric gradient coil structure to supply a higher good linearity of pulsed field gradient in xy-plane. (3) Design a RF coil with a hemispherical structure suitable for the shape of breast organs, and the combined circuit integrates a tuned circuit, a duplexer and a preamplifier to provide high uniformity of rf field and high signal-to-noise ratio magnetic resonance signal. (4) Based on the hardware developed above, consider the compact structure and assemble a small-sized magnetic resonance imaging device for breast tumor detection. (5) Design specific pulse sequences that apply to single-sided magnet structure and breast tumor detection, and optimize parameters to improve the quality of MRI images. (6) Establish a reliable breast tumor diagnosis model after imaging experiments by using computer aided skills and deep learning algorithms.
乳腺癌是全球女性最常见的恶性肿瘤,发病率逐年上升且趋于年轻化,通过早筛早治可以显著降低乳腺癌的死亡率。尽管乳房磁共振成像手段对乳腺癌检测具有高灵敏度,但是由于其高成本和设备数量有限等挑战限制了其在乳腺癌早期筛查中的使用。为此,本项目针对乳腺肿瘤检测的需求,突破乳腺磁共振成像系统小型化的瓶颈,开展了乳腺肿瘤床旁检测小型磁共振成像系统关键技术的研究。通过四年项目的实施,探究了乳腺肿瘤床旁检测的磁共振成像机理,明确乳腺组织的弛豫特性与组织细胞状态密切相关,为乳腺肿瘤床旁检测提供了理论条件;基于床旁检测的需求,通过对小型磁共振成像中磁体、梯度线圈及射频线圈的结构及电磁场设计问题开展了研究,使用有限元算法优化设计了“跑道型”磁体结构,使用逆边界元方法优化设计了梯度线圈结构,使用非线性规划优化设计了射频线圈结构,结合前置放大器、射频功率放大器、梯度功率放大器以及磁共振谱仪等电子部件构建了一套可用于乳腺肿瘤床旁检测的小型磁共振成像系统原型样机;针对原型样机的场不均匀下快速成像,优化设计了相位循环的稳态自由进动脉冲方法,实现了高信噪比的快速磁共振成像及条纹状伪影的去除;基于原型样机和乳腺组织弛豫特性的差异,完成了乳腺组织体内定量磁共振城成像实验研究和分析。综上所述,本研究按照项目计划书完成了所有工作,提供了一种用于乳腺肿瘤床旁检测的小型磁共振成像系统方法,有利于提高乳腺磁共振成像技术在乳腺疾病筛查中的应用和普及。
基于原子核磁共振原理的低成本细胞显微检测芯片的研究
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批准号:51175083
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2011
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负责人:易红
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依托单位:
光诱导介电泳驱动的可抛弃式细胞分离芯片机理和实验的研究
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批准号:30770553
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项目类别:面上项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2007
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负责人:易红
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依托单位:
载药纳米颗粒与血管支架自装配机理和方法的研究
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批准号:50475074
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项目类别:面上项目
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资助金额:8.0万元
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批准年份:2004
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负责人:易红
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依托单位:
适应于快速重组制造系统中的CAPP技术研究
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批准号:59705019
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:11.0万元
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批准年份:1997
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负责人:易红
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依托单位:
国内基金
海外基金