本文關鍵詞：光聲成像技術及其實驗的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電子計算機X射線斷層掃描技術(Computed Tomography, CT)、超聲成像、正電子發(fā)射斷層掃描技術、磁共振成像作為四大醫(yī)學影像技術受到各國的重視并得到了迅速的發(fā)展，但它們都有著各自的優(yōu)缺點，近年來出現(xiàn)了一種高靈敏度的無損檢測技術——光聲成像。光聲成像結合了純光學成像和純超聲成像的優(yōu)點，可以提供高分辨率和高對比度的組織成像，因此它可以作為研究生物組織結構和功能信息的重要手段。近年來這種成像技術受到了世界各國的重視，得到了快速的發(fā)展，不少人將光聲成像用于腦成像、乳腺癌探測、骨關節(jié)炎探測和血管的血氧飽和度探測等得到了較好的結果。本文主要針對環(huán)形光聲掃描系統(tǒng)在硬件的選擇與設計、重建圖像質量的影響因素、層析成像技術以及實驗進行了研究，主要包括： （1）在已有的環(huán)形掃描光聲成像系統(tǒng)的基礎上對其技術原理及主要部件的選擇進行了說明；設計了用于此系統(tǒng)的小信號放大器，將其用于實驗系統(tǒng)中來驗證了它的實用性；論述了光聲成像的重建算法并將延遲疊加算法用于光聲成像系統(tǒng)中。 （2）研究了不同尺寸吸收體產(chǎn)生的信號頻率；研究了換能器孔徑角及其中心頻率對重建圖像的影響；換能器掃描步長對重建圖像的影響；換能器進行有限角度探測的情況下，換能器旋轉的圓弧與吸收體放置方向的關系對圖像重建的影響。得出了應根據(jù)吸收體選擇相應中心頻率的換能器；換能器掃描角度越大、步長越小，所得到的圖像越清晰。 （3）論述了CT掃描及其重建方式，并將其巧妙地用于環(huán)形掃描光聲成像系統(tǒng)中，減少了換能器掃描步長，并用實驗的方法驗證了它的可行性；論述了壓縮感知及全變分去噪模型，并將其用于光聲成像中，實現(xiàn)了換能器的單點探測，用仿真的方法說明了它的可行性。 （4）分析了光聲信號波形與吸收體形狀的關系；對比了光聲與熱聲成像的重建圖像，為以后多模態(tài)成像及圖像融合奠定了基礎。
【關鍵詞】：光聲成像 放大器 CT圖像重建 壓縮感知
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：R310;TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 光聲成像背景與意義11-12
• 1.2 光聲成像的特點12-13
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 光聲層析成像系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 圖像重建算法的發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.4 光聲成像在生物醫(yī)學中的應用15-16
• 1.5 本文主要研究內容16
• 1.6 本論文的結構安排16-18
• 第二章 光聲層析成像系統(tǒng)的構建18-36
• 2.1 引言18
• 2.2 光聲成像基本原理18-20
• 2.3 光聲成像方法20-21
• 2.4 高精度環(huán)形掃描光聲成像系統(tǒng)技術原理21-22
• 2.5 高精度環(huán)形掃描光聲成像系統(tǒng)硬件構成22-26
• 2.5.1 激光器的選擇24
• 2.5.2 換能器的選擇24-25
• 2.5.3 數(shù)據(jù)采集卡的選擇25-26
• 2.5.4 樣品的制作26
• 2.6 用于光聲成像系統(tǒng)的小信號放大器設計26-33
• 2.6.1 電源模塊26-28
• 2.6.2 放大模塊與濾波器28-30
• 2.6.3 整個放大器系統(tǒng)的仿真與實驗30-33
• 2.7 圖像重建算法33-34
• 2.7.1 頻域圖像重建算法33
• 2.7.2 時域圖像重建算法33
• 2.7.3 延遲疊加算法33-34
• 2.8 本章小結34-36
• 第三章 影響光聲成像質量因素的研究36-48
• 3.1 引言36
• 3.2 換能器對圖像重建的影響36-43
• 3.2.1 換能器孔徑角對圖像重建的影響37-40
• 3.2.2 換能器中心頻率對重建圖像的影響40-43
• 3.3 換能器掃描的步長對重建圖像的影響43-44
• 3.4 換能器旋轉的圓弧與吸收體放置方向的關系對圖像重建的影響44-46
• 3.5 本章小結46-48
• 第四章 CT 圖像重建方式與壓縮感知用于光聲層析成像48-62
• 4.1 CT 圖像重建方式用于光聲層析成像48-55
• 4.1.1 CT 成像的掃描方式48-49
• 4.1.2 Radon 變換與傅里葉切片定理49-51
• 4.1.3 濾波反投影圖像重建算法51-52
• 4.1.4 圓形掃描的光聲成像虛擬 CT 平行束投影52
• 4.1.5 實驗與討論52-55
• 4.2 壓縮感知與全變差用于光聲成像55-61
• 4.2.1 壓縮感知55-58
• 4.2.2 全變分去噪模型58-59
• 4.2.3 實驗仿真與討論59-61
• 4.3 本章小結61-62
• 第五章 光聲與熱聲成像對比62-67
• 5.1 引言62
• 5.2 光聲信號分析62-64
• 5.3 光聲與熱聲重建圖像的對比64-66
• 5.4 本章小結66-67
• 第六章 總結與展望67-69
• 6.1 本文的主要工作內容67-68
• 6.2 研究前景展望68-69
• 致謝69-70
• 參考文獻70-76
• 攻讀碩士期間取得的研究成果76-77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 譚毅,邢達,王毅,曾亞光,尹邦政;超聲換能器帶寬對光聲成像的影響[J];光學學報;2005年01期

2 楊迪武,邢達,王毅,譚毅,尹邦政;基于代數(shù)重建算法的有限角度掃描的光聲成像[J];光學學報;2005年06期

3 向良忠;邢達;谷懷民;楊迪武;楊思華;曾呂明;;改進的同步迭代算法在光聲血管成像中的應用[J];物理學報;2007年07期

4 張建英;謝文明;曾志平;李暉;;光聲成像技術的最新進展[J];中國光學;2011年02期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李新彩;基于壓縮感知的CT迭代圖像重建技術應用研究[D];山東大學;2011年

  本文關鍵詞：光聲成像技術及其實驗的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：396475