醫用磁性納米粒子是一種具有超順磁性的納米醫學材料，可以通過血液循環聚集于腫瘤組織內部，并利用磁性粒子成像技術令生物體內的磁性粒子濃度可視化，達到腫瘤成像的目的。基于磁性粒子的非線性磁化特性及磁化頻率特性，本文提出了磁性粒子信號三次諧波的差分檢測方法。通過建模仿真分析，研究交變場下磁性粒子的非線性磁化響應特性以及磁性粒子信號的頻譜特性，同時針對各次諧波與醫用磁性納米粒子樣品量之間的關系進行研究。在此基礎上，搭建信號檢測實驗系統，分析檢測信號的頻譜特性及功率譜密度，研究信號與激勵頻率之間的關系。通過以上方法進行信號檢測實驗，結果表明：在交變激勵場下，醫用磁性納米粒子會產生高于背景場感應信號的尖峰信號，且磁性粒子信號存在于檢測信號頻譜的奇次項諧波中，頻譜能量集中在三次諧波處，可以實現滿足醫用檢測需求的三次諧波磁性粒子信號檢測。各次諧波幅值與粒子樣品量呈正比關系，可根據其關系確定檢測得到的醫用磁性納米粒子樣品量。同時，激勵頻率的選擇受到系統靈敏度的限制，在 1 kHz 的激勵頻率下達到檢測信號三次諧波的檢測峰值。本文提出的磁性粒子信號三次諧波的差分檢測方法為磁性粒子成像研究中的醫用磁性納米粒子成像信號檢測提供了理論及技術支持。