本文選題：熱效應(yīng) + HIFU��； 參考：《電子科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：光聲成像(Photoacoustic Tomography,PAT)是指以激光作為激發(fā)源,利用目標(biāo)介質(zhì)內(nèi)部光吸收差異,進(jìn)而產(chǎn)生不同頻率的超聲波,通過(guò)超聲探測(cè)器接收,采用圖像重建算法進(jìn)行圖像重建的成像方法。因此光聲成像方法兼具超聲波成像的高分辨率和光學(xué)成像的高對(duì)比度優(yōu)勢(shì)。然而光聲成像方法的成像質(zhì)量仍有待加強(qiáng),臨床尚不能滿(mǎn)足生物組織的深層次的高分辨率成像。雖然光聲成像模式開(kāi)辟了避免光散射效應(yīng)的有別于純光學(xué)成像的新的成像方法,但光聲信號(hào)尤其是高頻或組織深處的光聲信號(hào)常因強(qiáng)烈的衰減而難以被探測(cè),這限制了光聲成像對(duì)組織深處的高質(zhì)量成像。因此本文提出一種新型的基于熱效應(yīng)的光聲成像方式。利用外界激勵(lì)源(激光,聚焦超聲或者微波)加熱目標(biāo),產(chǎn)生一個(gè)有別于周?chē)鷾囟鹊膮^(qū)域,溫度的差異導(dǎo)致聲速的差異,從而形成一個(gè)熱致聲透鏡。再利用透鏡的聚焦作用,獲取深層次的光聲信號(hào),從而達(dá)到加深成像深度和改善成像質(zhì)量的目的。本論文首次將激勵(lì)源產(chǎn)生的熱效應(yīng)嫁接于光聲成像,具體內(nèi)容如下:1.分析了光聲成像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和目前發(fā)展中面臨的問(wèn)題,揀選了應(yīng)對(duì)所面臨的問(wèn)題的現(xiàn)有的辦法,重點(diǎn)提出了本文解決這些問(wèn)題的辦法以及本文的研究意義。2.梳理了光聲成像技術(shù)理論,重點(diǎn)分析了光聲信號(hào)產(chǎn)生的物理過(guò)程,對(duì)影響光聲成像質(zhì)量的因素做了細(xì)致的研究。3.從理論和實(shí)驗(yàn)上分析了和驗(yàn)證了熱效應(yīng)的產(chǎn)生。重點(diǎn)分析了高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU,High intensity focus ultrasound)產(chǎn)生的熱效應(yīng)。理論部分主要分析了熱效應(yīng)物理過(guò)程以及熱效應(yīng)對(duì)目標(biāo)介質(zhì)物理性質(zhì)尤其是聲學(xué)性質(zhì)的影響;實(shí)驗(yàn)部分著重分析和驗(yàn)證了高強(qiáng)度聚焦超聲照射目標(biāo)介質(zhì)時(shí)所產(chǎn)生熱效應(yīng)的情況,即所產(chǎn)生焦斑形狀大小以及焦斑對(duì)聲束的聚焦能力。4.對(duì)基于熱效應(yīng)的深度光聲成像技術(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。搭建了光聲成像實(shí)驗(yàn)的硬件系統(tǒng),開(kāi)展了光聲成像實(shí)驗(yàn)、基于熱效應(yīng)的光聲成像實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并證實(shí)了熱效應(yīng)對(duì)光聲成像的改善作用。
[Abstract]:Photoacoustic Tomography (Pat) is an imaging method which uses laser as the source of excitation, uses the difference of light absorption in the target medium, and then produces ultrasonic waves of different frequencies, receives by ultrasonic detector, and uses image reconstruction algorithm to reconstruct the image. Therefore, photoacoustic imaging has the advantages of high resolution of ultrasonic imaging and high contrast of optical imaging. However, the imaging quality of photoacoustic imaging still needs to be improved, and the clinical application can not meet the high resolution imaging of biological tissue. Although photoacoustic imaging modes have opened up new imaging methods different from pure optical imaging that avoid light scattering effects, photoacoustic signals, especially those in high frequency or deep tissue, are often difficult to detect because of strong attenuation. This limits the quality of photoacoustic imaging in deep tissue. Therefore, a new photoacoustic imaging method based on thermal effect is proposed. Using external excitation sources (laser, focused ultrasound or microwave) to heat the target, a region different from the surrounding temperature is produced. The difference of temperature leads to the difference of sound velocity, thus forming a thermoacoustic lens. Then, the deep photoacoustic signal is obtained by focusing the lens, so as to deepen the imaging depth and improve the imaging quality. In this paper, the thermal effect of excitation source is grafted into photoacoustic imaging for the first time, as follows: 1. This paper analyzes the advantages of photoacoustic imaging technology and the problems in its development, selects the existing methods to deal with the problems, and puts forward the methods to solve these problems and the significance of the research in this paper. The theory of photoacoustic imaging technology is combed, the physical process of photoacoustic signal generation is analyzed emphatically, and the factors influencing the quality of photoacoustic imaging are studied in detail. The thermal effect is analyzed and verified theoretically and experimentally. The thermal effect of high intensity focused ultrasound (HIFU) high intensity focus ultrasound) was analyzed. The theoretical part mainly analyzes the physical process of thermal effect and the influence of thermal effect on the physical properties of target medium, especially the acoustic properties. That is, the shape and size of the focal spot and the focusing ability of the focal spot to the sound beam. 4. The depth photoacoustic imaging technology based on thermal effect is studied experimentally. The hardware system of the photoacoustic imaging experiment is built, the photoacoustic imaging experiment is carried out, and the photoacoustic imaging experiment based on the thermal effect is carried out, which verifies and verifies the improvement effect of the thermal effect on the photoacoustic imaging.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.41;TN249

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本文編號(hào)：1953475