本文關(guān)鍵詞：聲學(xué)分辨率光聲顯微鏡系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：通過成像獲得組織信息是生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)診療的主要方法,本文首先對(duì)主流的生物醫(yī)學(xué)成像手段做了簡(jiǎn)要敘述,分析了純光學(xué)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(jié)合光聲效應(yīng),催生出了光學(xué)吸收,聲學(xué)發(fā)射的成像方式,為生物醫(yī)學(xué)成像開辟了新的方向。光聲成像技術(shù)憑借高光吸收對(duì)比度,大超聲成像深度的優(yōu)勢(shì),從20世紀(jì)末開始得到迅猛的發(fā)展其中一個(gè)重要技術(shù)是聲學(xué)分辨率光聲顯微鏡,在生物醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中具有廣泛的應(yīng)用。在詳細(xì)說明光聲成像的原理,推導(dǎo)了光聲信號(hào)的產(chǎn)生和信噪比公式。介紹了短脈沖激發(fā)和強(qiáng)度調(diào)制的連續(xù)激光激發(fā)兩種光聲信號(hào)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(xué)分辨率光聲顯微鏡的現(xiàn)狀。從已有的聲學(xué)分辨率光聲顯微鏡出發(fā),說明了目前的聲學(xué)分辨率光聲顯微鏡照明方式的主流設(shè)計(jì)方案在明場(chǎng)、暗場(chǎng)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(xué)分辨率光聲顯微鏡系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。提出了兩種能夠提高光能利用率,可實(shí)現(xiàn)明場(chǎng)暗場(chǎng)照明聲學(xué)分辨率光聲顯微鏡系統(tǒng)設(shè)計(jì),利用凸透鏡對(duì)光束的會(huì)聚功能,對(duì)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(jié)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(cè)區(qū)域的光能流量分布達(dá)到最多6倍的增強(qiáng),因此光聲信號(hào)強(qiáng)度也得到相應(yīng)的線性增強(qiáng);聲學(xué)分辨率光聲顯微鏡探測(cè)深度可達(dá)厘米級(jí)。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(duì)所有硬件組成和操作控制軟件做了簡(jiǎn)要介紹。最后,使用直徑10?m的鎢絲測(cè)得系統(tǒng)的分辨率約為180?m。使用強(qiáng)散射仿體測(cè)得系統(tǒng)成像深度約8mm。通過小鼠實(shí)驗(yàn),觀測(cè)到了清晰的血管網(wǎng)絡(luò)和納米顆粒進(jìn)入前哨淋巴結(jié)的現(xiàn)象,證明了所設(shè)計(jì)的聲學(xué)分辨率光聲顯微鏡的可行性。
【關(guān)鍵詞】：生物醫(yī)學(xué)光學(xué) 光聲顯微成像 聲學(xué)分辨率 蒙特卡羅模擬
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(shù)發(fā)展和現(xiàn)狀16-20
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容20-21
• 第二章 光聲成像理論基礎(chǔ)21-27
• 2.1 引言21
• 2.2 短脈沖激光激發(fā)光聲信號(hào)21-24
• 2.3 強(qiáng)度調(diào)制激光激發(fā)光聲信號(hào)24-25
• 2.4 光聲信號(hào)的信噪比25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 聲學(xué)分辨率光聲顯微鏡系統(tǒng)設(shè)計(jì)27-48
• 3.1 引言27-28
• 3.2 系統(tǒng)照明光路設(shè)計(jì)28-41
• 3.2.1 新型照明設(shè)計(jì)必性模擬分析28-31
• 3.2.2 新型照明模型一建立與仿真結(jié)果分析31-39
• 3.2.3 新型照明模型二建立與仿真結(jié)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(shè)計(jì)45-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第四章 聲學(xué)分辨率光聲顯微鏡系統(tǒng)成像實(shí)驗(yàn)48-54
• 4.1 系統(tǒng)調(diào)試48
• 4.2 分辨率和深度檢測(cè)48-50
• 4.3 仿體實(shí)驗(yàn)50-52
• 4.4 小鼠活體實(shí)驗(yàn)52-54
• 4.5 本章小結(jié)54
• 第五章 結(jié)論54-56
• 參考文獻(xiàn)56-61
• 附錄A 數(shù)據(jù)處理代碼61-64
• 作者簡(jiǎn)介64

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

2 章肖融;第九屆國(guó)際光聲光熱會(huì)議在南京舉行[J];應(yīng)用聲學(xué);1997年01期

3 錢夢(mèng)，

本文編號(hào)：896986