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龍圖騰網(wǎng)獲悉深圳大學申請的專利一種磁性納米顆粒濃度分布反演方法及相關(guān)裝置獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN120531425B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-23發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202511036645.5，技術(shù)領(lǐng)域涉及：A61B8/08；該發(fā)明授權(quán)一種磁性納米顆粒濃度分布反演方法及相關(guān)裝置是由陳昕;鐘文豪;顧婭寧;陳冕;林浩銘;董磊;陳思平設(shè)計研發(fā)完成，并于2025-07-28向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種磁性納米顆粒濃度分布反演方法及相關(guān)裝置在說明書摘要公布了：本申請公開了一種磁性納米顆粒濃度分布反演方法及相關(guān)裝置，涉及生物醫(yī)學工程技術(shù)領(lǐng)域，該方法先通過外部磁場激勵生物組織中的磁性納米顆粒產(chǎn)生微小位移，隨后采用超聲設(shè)備采集超聲超快平面波成像數(shù)據(jù)并進行軸向振動位移的檢測，將軸向振動位移實測數(shù)據(jù)和對應(yīng)的離散空間、時間坐標輸入到反演模型中進行迭代反演，得到磁性納米顆粒濃度分布反演結(jié)果。反演模型的損失函數(shù)包含數(shù)據(jù)驅(qū)動損失項和物理信息驅(qū)動損失項（基于納維方程）。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，該方法引入物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將納維方程等控制方程編碼到全連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，無需過度簡化物理方程，也無需對實驗環(huán)境做復雜耗時建模獲取模擬數(shù)據(jù)，具有更高的準確性和穩(wěn)定性。

本發(fā)明授權(quán)一種磁性納米顆粒濃度分布反演方法及相關(guān)裝置在權(quán)利要求書中公布了：1.一種磁性納米顆粒濃度分布反演方法，其特征在于，包括： 采用外部磁場激勵生物組織中的磁性納米顆粒產(chǎn)生微小位移，同時采用超聲設(shè)備采集磁性納米顆粒的超聲超快平面波成像數(shù)據(jù)，并對所述超聲超快平面波成像數(shù)據(jù)進行振動檢測，得到磁性納米顆粒的軸向振動位移實測數(shù)據(jù)； 將納維方程編碼進物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的損失函數(shù)，構(gòu)建得到磁性納米顆粒濃度反演模型；所述磁性納米顆粒濃度反演模型包括時空神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和空間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；所述時空神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于以離散空間坐標和離散時間坐標作為模型輸入，輸出軸向振動位移預(yù)測結(jié)果和橫向振動位移預(yù)測結(jié)果；所述空間神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于以離散空間坐標為模型輸入，輸出磁性納米顆粒濃度預(yù)測結(jié)果；所述損失函數(shù)以所述軸向振動位移預(yù)測結(jié)果、所述橫向振動位移預(yù)測結(jié)果、所述軸向振動位移實測數(shù)據(jù)和所述磁性納米顆粒濃度預(yù)測結(jié)果計算總損失；所述納維方程用于控制通過外部磁場誘導磁性納米顆粒產(chǎn)生振動的物理過程； 將所述軸向振動位移實測數(shù)據(jù)對應(yīng)的離散空間坐標和離散時間坐標作為第一輸入數(shù)據(jù)，將所述軸向振動位移實測數(shù)據(jù)對應(yīng)的離散空間坐標作為第二輸入數(shù)據(jù)，共同輸入到所述磁性納米顆粒濃度反演模型中，并將所述軸向振動位移實測數(shù)據(jù)作為時空神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的標簽進行迭代反演，得到磁性納米顆粒濃度分布反演結(jié)果；所述損失函數(shù)包括數(shù)據(jù)驅(qū)動損失項和物理信息驅(qū)動損失項；所述數(shù)據(jù)驅(qū)動損失項根據(jù)所述軸向振動位移預(yù)測結(jié)果和所述軸向振動位移實測數(shù)據(jù)的誤差確定；所述物理信息驅(qū)動損失項根據(jù)所述磁性納米顆粒濃度預(yù)測結(jié)果、所述橫向振動位移預(yù)測結(jié)果、所述軸向振動位移預(yù)測結(jié)果和所述納維方程確定；所述磁性納米顆粒濃度反演結(jié)果為模型經(jīng)過若干次迭代后滿足迭代退出條件時輸出的磁性納米顆粒濃度預(yù)測結(jié)果；針對任一離散空間坐標，所述磁性納米顆粒濃度反演模型輸出對應(yīng)位置的濃度，根據(jù)所述超聲超快平面波成像數(shù)據(jù)中所有離散空間坐標處的磁性納米顆粒濃度反演結(jié)果可確定磁性納米顆粒濃度分布反演結(jié)果； 外部磁場誘導磁性納米顆粒產(chǎn)生振動的物理過程是納維方程控制的，所述納維方程如下式所示： ； 其中，是生物組織的密度，是剪切模量，為梯度算子，是拉梅常數(shù)，是位移場，是單位體積內(nèi)受到的磁力；將所述納維方程在x方向和z方向上的分量形式用來計算得到物理信息驅(qū)動損失項；所述物理信息驅(qū)動損失項如下式所示： ； 其中，LossPDE1和LossPDE2分別為x方向和z方向的物理信息驅(qū)動損失子項，二者之和，即LossPDE=LossPDE1+LossPDE2為總的物理信息驅(qū)動損失項，u x 為x方向的振動位移反演結(jié)果，即橫向振動位移預(yù)測結(jié)果，u z 為z方向的振動位移反演結(jié)果，即軸向振動位移預(yù)測結(jié)果；x和z為離散空間坐標，t為離散時間坐標，f z 為軸向的磁力； 軸向上的磁力根據(jù)下式計算： ； 其中，dV為磁性納米顆粒濃度反演結(jié)果，是磁化率，是磁芯的體積分數(shù)，是磁感應(yīng)強度，為生物組織的磁導率，為單個磁性納米顆粒的體積。

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