擴散散斑襯比分析（DSCA）結(jié)合激光散斑襯比成像（LSCI）技術(shù)和擴散相關(guān)譜（DCS）技術(shù)兩者的優(yōu)勢能夠?qū)崿F(xiàn)深層組織的全場成像,DSCA因具有簡單、全場、高時空分辨率等優(yōu)勢在生物組織血流監(jiān)測中具有重大發(fā)展前景。但由于缺乏有效描述擴散散斑襯比度與血液流速信息之間關(guān)系的解析解,在前人的研究中,不能從散斑襯比度測量值中定量獲得血液流動信息,也不能研究組織的光學參數(shù)對血液流動信息測量的影響。針對上述問題,本文從理論分析、數(shù)值計算和實驗三個方面研究了用于定量測量血液流動信息的DSCA模型及其用于血流狀態(tài)監(jiān)測的多參數(shù)反演問題。針對DSCA缺乏擴散散斑襯比解析解的問題,基于相關(guān)擴散方程,得到了有限厚平板介質(zhì)和半無限大均勻介質(zhì)中不同散射粒子運動模型（布朗運動和定向運動）的擴散散斑襯比度表達式。利用預(yù)先測定的光學參數(shù)（吸收系數(shù)μa和約化散射系數(shù)μs’）和常量因子β等參數(shù),基于散斑襯比度與曝光時間或光源-探測器距離的函數(shù)關(guān)系,通過反演優(yōu)化算法得到了組織介質(zhì)內(nèi)部的運動參數(shù)αDB=2.14×10-8cm2/s,與基于動態(tài)光散射技術(shù)的測量結(jié)果DB-Einstein=2.04×10-8cm2/s吻合較好�；跀U散... 

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 激光散斑襯比成像技術(shù)
        1.2.1 激光散斑襯比成像技術(shù)原理
        1.2.2 激光散斑襯比成像技術(shù)應(yīng)用和進展
        1.2.3 激光散斑襯比成像技術(shù)存在的問題
    1.3 擴散相關(guān)譜技術(shù)
        1.3.1 擴散相關(guān)譜技術(shù)原理
        1.3.2 擴散相關(guān)譜技術(shù)應(yīng)用和進展
        1.3.3 擴散相關(guān)譜技術(shù)存在的問題
    1.4 擴散散斑襯比分析技術(shù)
    1.5 本文的主要研究工作
2 光在組織體中的傳輸理論
    2.1 引言
    2.2 光與組織體的相互作用
        2.2.1 組織體對光的吸收效應(yīng)
        2.2.2 組織體對光的散射效應(yīng)
        2.2.3 典型生物組織體的吸收和散射特性
    2.3 光在組織體中的傳輸理論
        2.3.1 輻射傳輸方程
        2.3.2 擴散近似方程
        2.3.3 邊界條件
        2.3.4 光源模型
        2.3.5 擴散光子密度波
    2.4 相關(guān)擴散方程及其解析解
        2.4.1 相關(guān)擴散方程
        2.4.2 格林函數(shù)法求解相關(guān)擴散方程
        2.4.3 組織參數(shù)對電場自相關(guān)函數(shù)的影響
    2.5 本章小結(jié)
3 擴散散斑襯比分析模型建立及其線性近似
    3.1 引言
    3.2 擴散散斑襯比分析模型
        3.2.1 擴散散斑襯比分析的基本原理
        3.2.2 基于布朗運動的擴散散斑襯比模型及其線性近似模型
        3.2.3 基于定向運動的擴散散斑襯比模型及其線性近似模型
        3.2.4 理論計算結(jié)果與分析
    3.3 線性近似模型應(yīng)用于液體仿體相對速度的測量
        3.3.1 體外模擬組織體
        3.3.2 實驗裝置與方法
        3.3.3 實驗結(jié)果與討論
    3.4 本章小結(jié)
4 擴散散斑襯比分析實現(xiàn)定量速度測量研究
    4.1 引言
    4.2 擴散散斑襯比分析中運動參數(shù)的定量重建
        4.2.1 擴散散斑襯比模型中運動參數(shù)的重建
        4.2.2 線性近似模型中運動參數(shù)的重建
    4.3 擴散散斑襯比分析中噪聲因素分析
        4.3.1 CCD噪聲類型及其對散斑襯比度的影響
        4.3.2 統(tǒng)計噪聲及其對散斑襯比度的影響
        4.3.3 擴散散斑襯比分析中噪聲因素的校正方法
    4.4 仿體實驗及數(shù)據(jù)處理方法
    4.5 擴散散斑襯比分析的實驗結(jié)果
        4.5.1 擴散散斑襯比度模型結(jié)果
        4.5.2 線性近似模型結(jié)果
    4.6 擴散散斑襯比分析中參數(shù)影響研究
        4.6.1 曝光時間和光源-探測器距離對DSCA定量速度測量的影響
        4.6.2 光學參數(shù)對DSCA定量速度測量的影響
        4.6.3 常用散斑襯比度模型的對比結(jié)果
    4.7 本章小結(jié)
5 基于多距離多曝光擴散散斑襯比分析的多參數(shù)重建研究
    5.1 引言
    5.2 擴散散斑襯比分析的反問題
        5.2.1 反問題的定義
        5.2.2 各參數(shù)之間Cross-talk問題
    5.3 多距離多曝光擴散散斑襯比分析的目標函數(shù)
        5.3.1 目標函數(shù)的定義
        5.3.2 目標函數(shù)的求解方法
    5.4 多參數(shù)重建的數(shù)值計算驗證
        5.4.1 數(shù)值計算模型
        5.4.2 數(shù)值計算結(jié)果
    5.5 多參數(shù)重建的仿體實驗
        5.5.1 實驗裝置與方法
        5.5.2 實驗結(jié)果
    5.6 多參數(shù)重建中參數(shù)影響研究
        5.6.1 MDME-DSCA多參數(shù)靈敏度分析
        5.6.2 MDME-DSCA中光源-探測器距離和曝光時間的影響
    5.7 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]電子倍增CCD性能參數(shù)測試方法研究[J]. 張聞文,錢月紅,陳錢,顧國華.  紅外與激光工程. 2013(12)



本文編號：3714877