血管類疾病包括心腦血管疾病與外周血管疾病,死亡率高并容易留下嚴(yán)重的后遺癥。目前臨床上常見的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)如磁共振成像,超聲多普勒,X光和CT成像在對血管的檢查及監(jiān)測中都存在局限性。光聲成像技術(shù)是一種結(jié)合了光學(xué)成像與超聲成像的混合成像方式,既具備光學(xué)成像的高對比度和多光譜成像能力,又具備可與超聲成像媲美的高分辨率。此外,光聲成像的成本較低,并且能夠?qū)ι锝M織進(jìn)行無損成像,近年來在基礎(chǔ)生物學(xué)研究和臨床應(yīng)用研究中發(fā)揮著重要作用。本文將探索光聲層析成像作為一種新型成像技術(shù),在監(jiān)測外周血管血流動力學(xué)變化及評估血管功能中的應(yīng)用潛力。本文主要包含以下內(nèi)容:1.介紹了光聲成像的原理及光聲層析成像系統(tǒng)。首先,我們解釋了光與組織的作用,光吸收和光聲效應(yīng)的原理,闡述了圖像重建算法及多波長方法,為本文的研究提供了理論基礎(chǔ)。之后,我們對光聲層析成像系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹,包括激光器、光參量振蕩器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、放大器、探頭等硬件以及用于數(shù)據(jù)采集及圖像重建的軟件部分。2.探究光聲層析成像對小血管成像及監(jiān)測能力的動物實驗。我們獲得了小鼠腦部小血管的高分辨率光聲圖像,并監(jiān)測了感興趣區(qū)域內(nèi)的血流變化。實驗動物被分為三組,分別... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

幾種成像方式的分辨率及成像深度[2]

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文8圖2-1光與物質(zhì)之間的作用機(jī)制[2]分子轉(zhuǎn)動：微波波段的光子能量在eV至meV之間，照射到物質(zhì)表面時，分子對光子的吸收會導(dǎo)致分子轉(zhuǎn)動能級的躍遷，能量耗散通過摩擦產(chǎn)生。分子振動：在紅外區(qū)域，光子能量在meV至幾eV之間，吸收光子后，分子可能發(fā)生振動能級的躍遷。和分子轉(zhuǎn)動類似，能量耗散也是通過摩擦產(chǎn)生。電子激發(fā)：可見光（約400-700nm），近紅外光（約700-1300nm）和紫外線波段（100-400nm）的光子能量約為eV級，照射物質(zhì)表面時，能夠?qū)⒃踊蚍肿拥碾娮愚D(zhuǎn)移到更高的激發(fā)態(tài)，能量耗散可以通過輻射弛豫或非輻射弛豫來實現(xiàn)。其中，輻射弛豫是指將能量以輻射能的形式耗散掉，分子回到基態(tài)的過程，如發(fā)射熒光或磷光，這是基于熒光的成像方法（例如熒光顯微鏡）的基矗非輻射弛豫過程是指多余的能量全部以熱的形式耗散掉，分子回到基態(tài)的過程，這是光聲成像的關(guān)鍵作用機(jī)制。在該過程中，被激發(fā)的電子的能量轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽�，例如分子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而轉(zhuǎn)化為熱。在光聲成像中，電子激發(fā)過程通過熱彈性膨脹產(chǎn)生光聲信號，不同程度的熱彈性膨脹產(chǎn)生了光聲成像中的對比度。光電效應(yīng)：在波長低于400nm的紫外線區(qū)域中，光子能量在eV至120keV之間。在此能級下，光與物質(zhì)發(fā)生光電效應(yīng)，電子在吸收光子后會從原子或分子中逸出而形成電流。由于此電離過程會產(chǎn)生自由基，因此不適用于生物組織中的生物醫(yī)學(xué)成像�？灯疹D散射：對于120keV以上的光子能量和紫外線波段以下的波長，將發(fā)生康普頓散射。此時，電子與光子發(fā)生彈性碰撞，電子吸收光子的一部分能量后反彈，導(dǎo)致光子波長變長。與光電效應(yīng)相似，在光子能量為keV或更高的范圍內(nèi)時，不再適用于光聲成像。綜上，只有在eV范圍內(nèi)的能量下的光子吸收才能夠引起無輻射的熱彈性膨脹，

第二章光聲成像的原理與系統(tǒng)92.1.2光吸收光聲效應(yīng)產(chǎn)生的超聲信號強(qiáng)度與前向光子吸收成正比。因此，照明光強(qiáng)和各自吸收器的吸收系數(shù)是光聲信號產(chǎn)生的決定因素[2]。為了定量判斷組織的光吸收能力，我們首先定義光功率absP與入射光強(qiáng)0I的比值為吸收截面，如下式所示：0absaPI=（2-1）吸收截面的單位與面積相同，引入吸收截面后，吸收過程如圖2-2所示[50]：圖2-2光吸收的過程[50]假設(shè)在光子尺度下，生物組織中的光吸收物質(zhì)內(nèi)部均勻，（3cm）表示光吸收的粒子密度，定義吸收系數(shù)a：aa=（2-2）吸收系數(shù)的單位為mm-1或者cm-1，表示在單位長度上，單個光子被吸收的概率。假設(shè)有一個極短的路徑，長度為dx，那么在這個長度上，單個光子被吸收的概率為adx。由此可以看出，在某個波長下物質(zhì)吸收系數(shù)的大小，決定著該波長下物質(zhì)對光的吸收能力，兩者正向相關(guān)。此外，吸收平均自由程定義為吸收系數(shù)的倒數(shù)，用來表征兩次吸收間隔中光子經(jīng)過的平均距離。有色基團(tuán)在不同波長下的吸收不同，因此包含它的化合物在不同波長也顯示出不同的顏色。目前，通常所說的發(fā)色團(tuán)已成為吸收物質(zhì)的代名詞。人體組織中存在的吸收物質(zhì)包括水、含氧及脫氧血紅蛋白、脂類及各種細(xì)胞色素等，它們都具有獨特的吸收光譜，如圖2-3所示[11]。由于不同波長下發(fā)色團(tuán)的吸收能力不同，我們需要對之前的公式進(jìn)行進(jìn)一步完善。假設(shè)組織中的吸收粒子均勻分布，當(dāng)一束理想狀態(tài)的平行光照射到組織時，入射光的波長、組織內(nèi)吸收物質(zhì)的類型和吸收層的厚度共同決定著組織吸收的光能量。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電針“合谷”、“三陰交”穴對小鼠早孕期垂體β-EP影響的研究[J]. 楊超,張歐,王巍,馮永新.  湖南中醫(yī)雜志. 2011(02)

碩士論文
[1]不同次序電針足三里、中脘調(diào)節(jié)小鼠胃運(yùn)動的效應(yīng)特征及其自主神經(jīng)機(jī)制[D]. 殷茵.南京中醫(yī)藥大學(xué) 2017



本文編號：3301771