發(fā)布時間：2017-10-07 19:28

  本文關(guān)鍵詞：基于環(huán)形陣列探測器的快速光聲成像研究

  更多相關(guān)文章： 生物醫(yī)學(xué)影像 光聲成像 環(huán)形陣列成像系統(tǒng) 圖像重建

【摘要】：超聲成像技術(shù)、X射線成像技術(shù)、核醫(yī)學(xué)成像技術(shù)、核磁共振成像技術(shù)作為目前在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域主要的成像手段,一直以來備受人們的重視,且不斷發(fā)展。但是這些傳統(tǒng)的成像技術(shù)或多或少存在著某些缺陷。光聲成像技術(shù)作為近年來剛剛興起的一門無損檢測技術(shù)已成為該領(lǐng)域關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。光聲成像技術(shù)集合了超聲成像技術(shù)和光學(xué)成像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)對組織的結(jié)構(gòu)和功能成像,并獲得無損傷、高分辨率、高對比度的醫(yī)學(xué)影像。它廣泛應(yīng)用于乳腺癌的早期檢測、腦部功能成像、血管結(jié)構(gòu)成像等方面,并且取得了豐碩成果。本文主要基于環(huán)形陣列探測器的快速光聲成像系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)、成像系統(tǒng)的硬件搭建、光聲圖像重建相關(guān)理論以及動物實(shí)驗(yàn)研究。具體包括了以下幾個方面:(1)闡述了生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域傳統(tǒng)的六種成像技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn),同時對光聲成像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)、光聲效應(yīng)、醫(yī)學(xué)應(yīng)用等方面進(jìn)行了系統(tǒng)說明。著重論述了環(huán)形陣列探測器成像技術(shù)基本原理以及光聲圖像重建方法。(2)構(gòu)建了以LOTIS TII公司生產(chǎn)的Q開關(guān)Nd:YAG激光器(532nm)作為激勵源、環(huán)形陣列探測器作為光聲信號采集核心的光聲成像系統(tǒng)。(3)利用LABVIEW軟件,編寫了環(huán)形陣列探測器快速光聲成像系統(tǒng)的相關(guān)程序框圖;結(jié)合PCI-1757UP、GPIB-USB等構(gòu)成了光聲信號的采集系統(tǒng);以MATLAB軟件為基礎(chǔ)的光聲圖像重建程序。采用模擬樣品實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)的軟硬件均能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)要求,完成對光聲信號的采集和光聲圖像的重建。(4)構(gòu)建的基于環(huán)形陣列探測的快速光聲成像系統(tǒng),能夠完全實(shí)現(xiàn)快速成像檢測。光聲信號采集和存儲的整個過程僅需在4s以內(nèi),圖像重建所需時間也可以在20s內(nèi)完成,完全滿足快速成像的實(shí)驗(yàn)要求,具有很好的發(fā)展前景。(5)利用環(huán)形陣列探測器快速光聲成像系統(tǒng)對小白鼠腦部、大尺寸動物腦部、豬眼睛進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了快速光聲成像的設(shè)計(jì)要求并獲得了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及光聲圖像。其次,對如何提高光聲成像分辨率和對比度做出了分析;對大尺寸動物腦部成像積累了相關(guān)經(jīng)驗(yàn);以及為光聲成像技術(shù)在眼睛檢測方面提供了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)方法。
【關(guān)鍵詞】：生物醫(yī)學(xué)影像 光聲成像 環(huán)形陣列成像系統(tǒng) 圖像重建
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R310;TB302.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 引言11
• 1.2 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像技術(shù)11-16
• 1.3 光聲成像技術(shù)16-19
• 1.3.1 光聲效應(yīng)16-17
• 1.3.2 光聲成像技術(shù)優(yōu)勢17-19
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析19-21
• 1.4.1 光聲成像系統(tǒng)19-20
• 1.4.2 圖像重建理論20-21
• 1.5 光聲成像技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的應(yīng)用21-22
• 1.6 本章小結(jié)22-23
• 第二章 濾波反投影算法23-29
• 2.1 概述23
• 2.2 光聲成像基本原理23-25
• 2.3 濾波反投影算法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)25-27
• 2.4 窗函數(shù)27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 環(huán)形陣列光聲成像系統(tǒng)軟件編程29-33
• 3.1 MATLAB程序編輯29-30
• 3.1.1 概述29
• 3.1.2 MATLAB主程序29-30
• 3.2 LABVIWE程序30-32
• 3.2.1 概述30
• 3.2.2 LABVIEW前面板30-31
• 3.2.3 LABVIEW框圖程序31-32
• 3.3 本章總結(jié)32-33
• 第四章 基于環(huán)形陣列快速光聲成像系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)33-43
• 4.1 引言33
• 4.2 環(huán)形陣列光聲成像系統(tǒng)33-34
• 4.3 主要硬件構(gòu)成34-39
• 4.3.1 脈沖激光器34-36
• 4.3.2 環(huán)形陣列探測器36-37
• 4.3.3 PCI-1757UP37-38
• 4.3.4 示波器38-39
• 4.4 光聲信號的檢測39-40
• 4.5 模擬樣品光聲實(shí)驗(yàn)及系統(tǒng)測試40-42
• 4.6 本章小結(jié)42-43
• 第五章 基于環(huán)形陣列探測器快速光聲成像研究43-58
• 5.1 引言43-44
• 5.2 小鼠腦部光聲成像研究44-48
• 5.2.1 研究背景44
• 5.2.2 成像系統(tǒng)及方法44-46
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論46-48
• 5.3 大尺寸動物腦部光聲成像研究48-51
• 5.3.1 研究背景48
• 5.3.2 成像系統(tǒng)及方法48-49
• 5.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論49-51
• 5.4 光聲成像技術(shù)對眼睛異物檢測51-57
• 5.4.1 研究背景51-52
• 5.4.2 正常眼睛光聲成像檢測52-55
• 5.4.3 眼睛內(nèi)異物的光聲成像檢測55-57
• 5.4.4 實(shí)驗(yàn)總結(jié)57
• 5.5 本章小結(jié)57-58
• 第六章 總結(jié)與展望58-61
• 6.1 工作總結(jié)58-59
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)59
• 6.3 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 附錄66-70
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果70-71
• 致謝71

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 許棟;向良忠;紀(jì)軒榮;;基于多通道并行采集的光聲成像系統(tǒng)[J];中國激光;2011年02期

，

本文編號：989652