本文關鍵詞：磁聲成像的五自由度掃描裝置設計及實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：磁聲成像作為一種新型功能成像方式,將電磁能轉(zhuǎn)化為聲能,以生物組織電特性為成像特征值,反映組織的生理、病理狀態(tài),該方法具有無創(chuàng)、高對比度和高空間分辨率等優(yōu)點,對于腫瘤的早期檢測具有潛在的應用價值。在磁聲成像研究中,掃描方式、掃描運動控制精度、樣本特性及信號檢測處理對磁聲信號、電導率分布重建具有重要意義。本文研制了五自由度運動控制及精確定位裝置,采用National Instrument運動控制及信號采集平臺,實現(xiàn)了聲換能器沿X、Y、Z方向平移以及沿z軸旋轉(zhuǎn),樣本載物盤沿Z軸360。旋轉(zhuǎn)。使用LabVIEW軟件編程,可實時數(shù)據(jù)采集、顯示與存儲。對裝置的定位精度進行了測試,并以銅環(huán)為樣本進行了手動控制與電機控制的電導率成像精度對比,結果表明定位裝置能夠滿足磁聲成像實驗要求。在此基礎上,本文設計了一種平移圓周的運動控制掃描方式,對雙層石墨樣本,應用Comsol Multiphysics及matlab軟件仿真,并開展物理實驗。開發(fā)了基于平移圓周掃描的電導率重建算法,并重建樣本電導率分布。由于實驗中樣本與耦合劑聲速不同,重建圖像產(chǎn)生畸變,對聲速進行修正后,電導率重建圖像與樣本具有較好的一致性。同時,本研究對磁聲信號頻率向低頻偏移現(xiàn)象進行了研究,以銅導線、銅片及石墨為樣本模型開展了仿真和實驗研究。結果表明,聲換能器與樣本間的距離及樣本聲特性的改變,均對信號頻率具有一定影響。此外,本文對凝膠仿體制備方法和參數(shù)特性進行了研究。對仿體電導率進行測量,為后期仿體制作及實驗提供電導率參考值,有效提高了實驗效率。針對實驗過程中仿體離子流失問題進行了初步研究,其研究結果表明在一定程度上能夠減小離子的流失�？傊�,本文研制了五自由度運動實驗裝置,開展了平移圓周掃描方式的磁聲成像實驗,對磁聲信號進行了時頻分析,優(yōu)化了凝膠仿體的制備工藝。為不同掃描方式的磁聲信號檢測及成像,進一步揭示磁聲耦合成像機制開展研究工作建立了實驗條件。
【關鍵詞】：五自由度 平移圓周掃描 頻率偏移 凝膠仿體 電導率測量
【學位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R312;TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 背景介紹9
• 1.2 生物電導率成像方法9-10
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.4 本文重點與結構14-15
• 1.5 本章小結15-17
• 第二章 磁聲耦合成像理論基礎17-23
• 2.1 生物電特性與聲特性17-21
• 2.1.1 生物組織電特性17-19
• 2.1.2 生物組織的聲特性19-21
• 2.2 磁聲耦合成像理論基礎21-23
• 第三章 五自由度磁聲成像實驗裝置設計23-30
• 3.1 磁聲成像實驗平臺介紹23-27
• 3.1.1 聲換能器特性介紹23-25
• 3.1.2 穩(wěn)恒磁場25
• 3.1.3 實驗平臺介紹25-27
• 3.2 五自由度系統(tǒng)裝置27-29
• 3.2.1 五自由度控制平臺機械設計27
• 3.2.2 五自由度系統(tǒng)運動精度測量27-28
• 3.2.3 手動及電機控制圓周掃描成像對比28-29
• 3.3 本章小結29-30
• 第四章 平移圓周掃描方式的運動控制及實驗30-42
• 4.1 基于LabVIEW的檢測裝置運動控制系統(tǒng)設計30-34
• 4.1.1 LabVIEW平臺簡介30
• 4.1.2 五自由度系統(tǒng)裝置硬件系統(tǒng)30-33
• 4.1.3 LabVIEW程序設計主要函數(shù)功能模塊33-34
• 4.2 平移圓周掃描設計實現(xiàn)34-37
• 4.2.1 平移圓周掃描方式34-35
• 4.2.2 掃描裝置運動控制及數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)35-37
• 4.3 仿真實驗設計37-39
• 4.3.1 Comsol Multiphysics仿真軟件37
• 4.3.2 仿真模型建立37-39
• 4.4 物理實驗設計39-40
• 4.5 電導率重建結果對比40-41
• 4.6 本章小結41-42
• 第五章 磁聲信號頻率變化現(xiàn)象研究42-52
• 5.1 頻率變化現(xiàn)象影響因素研究42-47
• 5.1.1 耦合介質(zhì)傳播衰減作用影響43-47
• 5.2 聲源疊加影響因素47-50
• 5.3 聲特性差異的影響50-51
• 5.4 本章小結51-52
• 第六章 用于磁聲成像實驗的電導率仿體制備52-59
• 6.1 仿體制作及電導率測量52-56
• 6.1.1 仿體制作及電導率測量介紹52-53
• 6.1.2 實驗組與測試結果53-56
• 6.2 仿體制備的改進56-58
• 6.2.1 新仿體制備56
• 6.2.2 兩種制備方式性能對比56-58
• 6.3 本章小結58-59
• 第七章 總結與展望59-61
• 7.1 總結59
• 7.2 展望59-61
• 參考文獻61-67
• 研究生期間發(fā)表論文67
• 研究生期間發(fā)表專利67
• 研究生期間參與科研項目67-68
• 致謝68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王侃;董秀珍;付峰;廖琪梅;劉銳崗;;基于電阻抗掃描的乳腺組織阻抗頻譜特性測量實驗[J];生物物理學報;2008年06期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 徐管鑫;電阻抗成像技術理論及應用研究[D];重慶大學;2004年

  本文關鍵詞：磁聲成像的五自由度掃描裝置設計及實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：343429