具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提出一种磁纳米粒子空间定位装置，其具体结构如图1所示，包括：激励线圈1、检测线圈2、LC谐振电路、交流电源电路和电压检测电路。

所述激励线圈1为环形均匀多匝线圈，用于向环内区域发射高频交变磁场，所述环内区域不仅包括与激励线圈1同一水平面的区域，还包括激励线圈1轴向方向上的三维区域，激励线圈1产生的高频交变磁场为一次磁场。

所述检测线圈2为环形均匀多匝线圈，用于检测磁纳米粒子在高频交变磁场激励下产生的二次磁场；所述二次磁场指的是磁纳米粒子被外加磁场磁化后产生的磁场，与一次磁场相对。

所述LC谐振电路包括第一LC谐振电路和第二LC谐振电路，所述第一LC谐振电路与激励线圈1相连，使激励线圈1处于谐振状态，用于使激励线圈1产生更强的特定频率的交变磁场，所述特定频率为第一谐振频率；所述第二LC谐振电路与检测线圈2相连，使检测线圈2处于谐振状态，用于使检测线圈2更容易检测到磁纳米粒子产生的特定频率的二次磁场，所述特定频率为第二谐振频率；这里区分第一谐振频率和第二谐振频率是指两个谐振频率大小是不同的；同理，第一LC谐振电路和第二LC谐振电路也是不同的。

所述交流电源电路包括信号发生电路和功率放大电路，用于产生激励线圈1所需的特定频率的交变电压；所述特定频率一般在10kHz～100kHz范围内。

所述电压检测电路包括信号处理电路和电压显示电路，用于对检测线圈2上的电压信号进行放大和滤波，并显示当前检测电压值；

优选地，所述第二谐振频率是所述第一谐振频率的三倍，即检测线圈2主要检测磁纳米粒子被交变磁场激励产生的二次磁场中的三倍频分量，避免了与激励磁场混叠；所述二次磁场含有多个频率分量，激励磁场的频率为二次磁场的基频，除基频外，磁纳米粒子产生的二次磁场中最大的分量为三倍频分量，所述三倍频指的是三倍基频。

本发明提出一种磁纳米粒子空间定位方法，其具体流程如图2所示，包括以下步骤：

步骤S101：根据激励磁场所需频率，构造与激励线圈1匹配的第一LC谐振电路，沿激励线圈1轴向发射特定频率的交变磁场；

步骤S102：构造与检测线圈2匹配的第二LC谐振电路，使检测频率为交变磁场频率的三倍；

步骤S103：利用检测线圈2检测磁纳米粒子被交变磁场激励产生的二次磁场，在检测线圈2中形成感应电压；

步骤S104：利用电压检测电路对感应电压进行放大滤波和实时显示；

步骤S105：同时移动激励线圈1和检测线圈2，对被测对象进行扫描激励和检测；

步骤S106：根据检测电压幅值确定磁纳米粒子空间分布，检测电压幅值越大表明当前位置的磁纳米粒子浓度越高。

下面通过一个具体的实施例对本发明提供的上述磁纳米粒子空间定位方法的具体实施进行详细说明。

实施例1

步骤S101：根据激励磁场所需频率，构造与激励线圈1匹配的第一LC谐振电路，沿激励线圈1轴向发射特定频率的交变磁场。

当激励磁场的频率确定后，要根据激励线圈1的阻抗参数，设计与之相匹配的LC谐振电路，使激励线圈1达到谐振状态，使激励线圈1的工作效率达到最高，即同等激励电压下产生的交变磁场最强；利用交流电源给激励线圈1供电，使激励线圈1产生沿轴向的特定频率的交变磁场，所述特定频率即激励线圈1的第一谐振频率。

步骤S102：构造与检测线圈2匹配的第二LC谐振电路，使检测频率为交变磁场频率的三倍。

本发明中的检测线圈2也要达到谐振状态，这样会使检测线圈2对谐振频率下的磁场检测效率最高；本发明中的检测线圈2主要检测磁纳米粒子产生的二次磁场中的三倍频分量，所述三倍频指的是激励磁场频率的三倍；因此需要根据检测线圈2的阻抗参数，设计与检测线圈2相匹配的LC谐振电路，使检测线圈2达到谐振状态，谐振频率为激励线圈1产生的交变磁场频率的三倍。

步骤S103：利用检测线圈2检测磁纳米粒子被交变磁场激励产生的二次磁场，在检测线圈2中形成感应电压。

磁纳米粒子是一种超顺磁性材料，在外加磁场的激励下会产生较强的磁化响应，对外产生二次磁场；所述二次磁场是区别与激励磁场来说，激励磁场是一次磁场；二次磁场磁感线穿过检测线圈2时，会在检测线圈2中形成感应电压。

步骤S104：利用电压检测电路对感应电压进行放大滤波和实时显示。

二次磁场在检测线圈2中产生感应电压后，再通过导线将感应电压传输至电压检测电路，对感应电压进行常规的放大和滤波处理，最终要在显示屏幕上实时的显示电压数值；电压的传输和处理通常很快，容易做到实时显示。

步骤S105：同时移动激励线圈1和检测线圈2，对被测对象进行扫描激励和检测。

激励线圈1和检测线圈2应被组装成一个扫描线圈组，通过机械移动或手持移动扫描线圈组对被测对象进行实时扫描，扫描的过程就是连续激励和检测的过程，检测得到的电压数值也将实时的显示在显示器上。

步骤S106：根据检测电压幅值确定磁纳米粒子空间分布，检测电压幅值越大表明当前位置的磁纳米粒子浓度越高。

根据磁纳米粒子的朗之万理论，磁纳米粒子溶液浓度与检测到的感应电压之间具有正比例关系；在利用扫描线圈组对被测对象进行扫描的过程中，感应电压数值会发生变化，磁纳米粒子溶液浓度高的位置电压数值会更大，没有磁纳米粒子的位置电压数值接近零；利用上述原理即可实时的判断磁纳米粒子的空间位置，同时还能对其浓度进行定量估计。

以上所述之实施例仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出更多可能的变动和润饰，或修改均为本发明的等效实施例。故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之思路所作的等同等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。