本文關鍵詞：聲學分辨率光聲顯微鏡系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

  更多相關文章： 生物醫(yī)學光學 光聲顯微成像 聲學分辨率 蒙特卡羅模擬

【摘要】：通過成像獲得組織信息是生物醫(yī)學檢測診療的主要方法,本文首先對主流的生物醫(yī)學成像手段做了簡要敘述,分析了純光學成像的組織散射特性屏障,而其它單一的成像方式也各有缺陷。生物組織不同吸收體的光譜特異性吸收曲線結合光聲效應,催生出了光學吸收,聲學發(fā)射的成像方式,為生物醫(yī)學成像開辟了新的方向。光聲成像技術憑借高光吸收對比度,大超聲成像深度的優(yōu)勢,從20世紀末開始得到迅猛的發(fā)展其中一個重要技術是聲學分辨率光聲顯微鏡,在生物醫(yī)學檢驗中具有廣泛的應用。在詳細說明光聲成像的原理,推導了光聲信號的產(chǎn)生和信噪比公式。介紹了短脈沖激發(fā)和強度調制的連續(xù)激光激發(fā)兩種光聲信號的產(chǎn)生方式,前者信噪比高,系統(tǒng)成本大,而后者信噪比低,系統(tǒng)緊湊,成本低。通過分析所研究的聲學分辨率光聲顯微鏡的現(xiàn)狀。從已有的聲學分辨率光聲顯微鏡出發(fā),說明了目前的聲學分辨率光聲顯微鏡照明方式的主流設計方案在明場、暗場照明方式切換,光能利用率等方面所存在的不足,一定程度上限制了聲學分辨率光聲顯微鏡系統(tǒng)的應用范圍。提出了兩種能夠提高光能利用率,可實現(xiàn)明場暗場照明聲學分辨率光聲顯微鏡系統(tǒng)設計,利用凸透鏡對光束的會聚功能,對發(fā)散環(huán)形光束產(chǎn)生一定程度的聚焦,減小環(huán)形光束的環(huán)帶尺寸,蒙特卡羅模擬結果顯示,最終入射在組織表面的光斑直徑得到有效減小,組織中超聲換能器有效探測區(qū)域的光能流量分布達到最多6倍的增強,因此光聲信號強度也得到相應的線性增強;聲學分辨率光聲顯微鏡探測深度可達厘米級。綜合考慮成本和安裝難度了,選擇了成本低和安裝難度小的方案。并對所有硬件組成和操作控制軟件做了簡要介紹。最后,使用直徑10?m的鎢絲測得系統(tǒng)的分辨率約為180?m。使用強散射仿體測得系統(tǒng)成像深度約8mm。通過小鼠實驗,觀測到了清晰的血管網(wǎng)絡和納米顆粒進入前哨淋巴結的現(xiàn)象,證明了所設計的聲學分辨率光聲顯微鏡的可行性。
【關鍵詞】：生物醫(yī)學光學 光聲顯微成像 聲學分辨率 蒙特卡羅模擬
【學位授予單位】：中國計量學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH742
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 課題背景及研究意義12-16
• 1.2 光聲成像技術發(fā)展和現(xiàn)狀16-20
• 1.3 本文主要研究內容20-21
• 第二章 光聲成像理論基礎21-27
• 2.1 引言21
• 2.2 短脈沖激光激發(fā)光聲信號21-24
• 2.3 強度調制激光激發(fā)光聲信號24-25
• 2.4 光聲信號的信噪比25-26
• 2.5 本章小結26-27
• 第三章 聲學分辨率光聲顯微鏡系統(tǒng)設計27-48
• 3.1 引言27-28
• 3.2 系統(tǒng)照明光路設計28-41
• 3.2.1 新型照明設計必性模擬分析28-31
• 3.2.2 新型照明模型一建立與仿真結果分析31-39
• 3.2.3 新型照明模型二建立與仿真結果分析39-41
• 3.3 系統(tǒng)硬件選擇41-45
• 3.3.1 激光器41-43
• 3.3.2 數(shù)據(jù)采集卡43-44
• 3.3.3 超聲收發(fā)儀44
• 3.3.4 位移系統(tǒng)44-45
• 3.4 系統(tǒng)的軟件設計45-47
• 3.5 本章小結47-48
• 第四章 聲學分辨率光聲顯微鏡系統(tǒng)成像實驗48-54
• 4.1 系統(tǒng)調試48
• 4.2 分辨率和深度檢測48-50
• 4.3 仿體實驗50-52
• 4.4 小鼠活體實驗52-54
• 4.5 本章小結54
• 第五章 結論54-56
• 參考文獻56-61
• 附錄A 數(shù)據(jù)處理代碼61-64
• 作者簡介64

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張貴忠,俞鋼,李增發(fā),張光寅;變溫光聲附件的研制和應用[J];光譜學與光譜分析;1989年06期

2 章肖融;第九屆國際光聲光熱會議在南京舉行[J];應用聲學;1997年01期

3 錢夢，

本文編號：896986