發(fā)布時(shí)間：2017-05-03 17:17

  本文關(guān)鍵詞：磁聲成像的五自由度掃描裝置設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)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(wú)創(chuàng)、高對(duì)比度和高空間分辨率等優(yōu)點(diǎn),對(duì)于腫瘤的早期檢測(cè)具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。在磁聲成像研究中,掃描方式、掃描運(yùn)動(dòng)控制精度、樣本特性及信號(hào)檢測(cè)處理對(duì)磁聲信號(hào)、電導(dǎo)率分布重建具有重要意義。本文研制了五自由度運(yùn)動(dòng)控制及精確定位裝置,采用National Instrument運(yùn)動(dòng)控制及信號(hào)采集平臺(tái),實(shí)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、顯示與存儲(chǔ)。對(duì)裝置的定位精度進(jìn)行了測(cè)試,并以銅環(huán)為樣本進(jìn)行了手動(dòng)控制與電機(jī)控制的電導(dǎo)率成像精度對(duì)比,結(jié)果表明定位裝置能夠滿足磁聲成像實(shí)驗(yàn)要求。在此基礎(chǔ)上,本文設(shè)計(jì)了一種平移圓周的運(yùn)動(dòng)控制掃描方式,對(duì)雙層石墨樣本,應(yīng)用Comsol Multiphysics及matlab軟件仿真,并開展物理實(shí)驗(yàn)。開發(fā)了基于平移圓周掃描的電導(dǎo)率重建算法,并重建樣本電導(dǎo)率分布。由于實(shí)驗(yàn)中樣本與耦合劑聲速不同,重建圖像產(chǎn)生畸變,對(duì)聲速進(jìn)行修正后,電導(dǎo)率重建圖像與樣本具有較好的一致性。同時(shí),本研究對(duì)磁聲信號(hào)頻率向低頻偏移現(xiàn)象進(jìn)行了研究,以銅導(dǎo)線、銅片及石墨為樣本模型開展了仿真和實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)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(duì)信號(hào)頻率具有一定影響。此外,本文對(duì)凝膠仿體制備方法和參數(shù)特性進(jìn)行了研究。對(duì)仿體電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)量,為后期仿體制作及實(shí)驗(yàn)提供電導(dǎo)率參考值,有效提高了實(shí)驗(yàn)效率。針對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中仿體離子流失問(wèn)題進(jìn)行了初步研究,其研究結(jié)果表明在一定程度上能夠減小離子的流失。總之,本文研制了五自由度運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置,開展了平移圓周掃描方式的磁聲成像實(shí)驗(yàn),對(duì)磁聲信號(hào)進(jìn)行了時(shí)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(hào)檢測(cè)及成像,進(jìn)一步揭示磁聲耦合成像機(jī)制開展研究工作建立了實(shí)驗(yàn)條件。
【關(guān)鍵詞】：五自由度 平移圓周掃描 頻率偏移 凝膠仿體 電導(dǎo)率測(cè)量
【學(xué)位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(dǎo)率成像方法9-10
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.4 本文重點(diǎn)與結(jié)構(gòu)14-15
• 1.5 本章小結(jié)15-17
• 第二章 磁聲耦合成像理論基礎(chǔ)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(chǔ)21-23
• 第三章 五自由度磁聲成像實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)23-30
• 3.1 磁聲成像實(shí)驗(yàn)平臺(tái)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(chǎng)25
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)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(tái)機(jī)械設(shè)計(jì)27
• 3.2.2 五自由度系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)精度測(cè)量27-28
• 3.2.3 手動(dòng)及電機(jī)控制圓周掃描成像對(duì)比28-29
• 3.3 本章小結(jié)29-30
• 第四章 平移圓周掃描方式的運(yùn)動(dòng)控制及實(shí)驗(yàn)30-42
• 4.1 基于LabVIEW的檢測(cè)裝置運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)30-34
• 4.1.1 LabVIEW平臺(tái)簡(jiǎn)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(shè)計(jì)主要函數(shù)功能模塊33-34
• 4.2 平移圓周掃描設(shè)計(jì)實(shí)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(yùn)動(dòng)控制及數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)35-37
• 4.3 仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)39-40
• 4.5 電導(dǎo)率重建結(jié)果對(duì)比40-41
• 4.6 本章小結(jié)41-42
• 第五章 磁聲信號(hào)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(jié)51-52
• 第六章 用于磁聲成像實(shí)驗(yàn)的電導(dǎo)率仿體制備52-59
• 6.1 仿體制作及電導(dǎo)率測(cè)量52-56
• 6.1.1 仿體制作及電導(dǎo)率測(cè)量介紹52-53
• 6.1.2 實(shí)驗(yàn)組與測(cè)試結(jié)果53-56
• 6.2 仿體制備的改進(jìn)56-58
• 6.2.1 新仿體制備56
• 6.2.2 兩種制備方式性能對(duì)比56-58
• 6.3 本章小結(jié)58-59
• 第七章 總結(jié)與展望59-61
• 7.1 總結(jié)59
• 7.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)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(xiàng)目67-68
• 致謝68

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 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(cè)量實(shí)驗(yàn)[J];生物物理學(xué)報(bào);2008年06期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 徐管鑫;電阻抗成像技術(shù)理論及應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2004年

  本文關(guān)鍵詞：磁聲成像的五自由度掃描裝置設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：343429