生物組織的彈性可以為病理生理學(xué)的研究和疾病的診療提供重要信息,然而目前對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的生物組織各成分的彈性模量進(jìn)行定量表征的技術(shù)較為匱乏。本文研究了基于瑞利波加載和光學(xué)相干斷層掃描（OCT）對(duì)非均質(zhì)生物組織的彈性進(jìn)行定量測(cè)試的技術(shù),提出了利用OCT探測(cè)瑞利波速度的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和相位分析方法,進(jìn)而通過瑞利波速度與介質(zhì)彈性的關(guān)系獲得了被測(cè)物體的彈性模量。結(jié)合瑞利波在分層介質(zhì)中傳播的頻散特性,對(duì)分層仿體不同層的彈性進(jìn)行了測(cè)試。將測(cè)得的仿體各成分的彈性模量與各成分單獨(dú)的拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較,兩種測(cè)試結(jié)果吻合較好,證明了基于瑞利波加載和OCT對(duì)分層生物組織彈性定量測(cè)試的可行性。本研究提出的瑞利波OCT彈性測(cè)試技術(shù)為非均質(zhì)生物組織的彈性定量表征提供了簡(jiǎn)單有效的手段,具有應(yīng)用于在體皮膚彈性測(cè)試的潛力。 

【文章來源】：實(shí)驗(yàn)力學(xué). 2020,35(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖1 分層介質(zhì)中不同波長(zhǎng)的瑞利波能量分布示意圖

本文基于壓電堆棧產(chǎn)生激勵(lì)的OCE系統(tǒng),提出了通過探測(cè)瑞利波速度定量測(cè)量分層介質(zhì)彈性性能的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和相位分析方法。結(jié)合瑞利波在分層介質(zhì)中傳播的頻散特性,通過改變?nèi)鹄l率,得到了瑞利波在不同介質(zhì)中的傳播速度。通過瑞利波速度與介質(zhì)彈性的關(guān)系,獲得了非均質(zhì)生物組織仿體各層的彈性模量。將測(cè)得的非均質(zhì)仿體各成分的彈性模量與其拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,兩種測(cè)試結(jié)果偏差較小,證明了基于瑞利波和OCT系統(tǒng)對(duì)分層生物組織彈性定量測(cè)試的有效性。1 測(cè)試系統(tǒng)

為了模擬生物組織,本文制作了雙層硅膠仿體。制作時(shí)將0度液態(tài)硅膠和固化劑按1∶1的比例混合,并加入約1%的TiO2顆粒作為散射劑來提高硅膠仿體的散射系數(shù),充分?jǐn)嚢韬蟀鸦旌弦悍胖玫匠暻逑礄C(jī)中,將TiO2顆粒充分打散,然后倒入培養(yǎng)皿、放入真空箱,抽出液體硅膠中的氣泡,靜置待其固化制成底層硅膠仿體;待底層硅膠仿體完全固化后,按照以上步驟將15度液體硅膠混合液倒入其上放入真空箱抽氣泡,最后靜置制成雙層硅膠仿體。圖3是使用OCT系統(tǒng)對(duì)雙層硅膠仿體某一截面成像得到的結(jié)構(gòu)圖。由圖可判斷OCT的成像深度約為3mm,圖上可隱約識(shí)別仿體的分層界面。圖3上的虛線代表OCT最深的成像位置,虛線以下為噪聲。由于OCT成像深度有限,所以只能看到部分下層仿體。同時(shí),我們分別用以上兩種液體硅膠制作了單層生物組織硅膠仿體,用于拉伸實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證OCE的測(cè)試結(jié)果。2.2 瑞利波OCE實(shí)驗(yàn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]缺陷對(duì)玄武巖中聲波波速影響的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 鄧向允,徐松林,李廣場(chǎng),劉永貴,鄭文,席道瑛.  實(shí)驗(yàn)力學(xué). 2009(01)

碩士論文
[1]瑞利波法測(cè)試土層剪切波速[D]. 孔令召.煙臺(tái)大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3136443