光聲成像是一種新興的無損生物組織成像技術(shù),同時具有光學(xué)成像和超聲成像的技術(shù)特點(diǎn),得到了廣大研究人員的青睞。胃癌作為一種發(fā)病率和致死率極高的癌癥,其早期診斷檢測在臨床上的需求非常迫切,光聲成像技術(shù)提供了滿足這種需求的希望。光聲成像由于具有高靈敏度、高分辨以及無損的優(yōu)點(diǎn),在胃腫瘤的早期診斷中具有非�？捎^的潛力和巨大的研究意義。本論文在課題組已有基礎(chǔ)上關(guān)注光聲成像中光聲模型的構(gòu)建與仿真,利用有限元分析方法,將光聲成像中激光與胃組織作用的復(fù)雜情況轉(zhuǎn)化成多個物理場的耦合和偏微分方程組的數(shù)值計(jì)算,進(jìn)行相關(guān)仿真研究,對光聲成像在胃腫瘤上的研究和應(yīng)用提供了一定參考意義。本文概述了光聲成像技術(shù)和目前國內(nèi)外的研究進(jìn)展,介紹了胃癌的醫(yī)學(xué)知識及胃癌檢測的現(xiàn)狀和問題,基于有限元分析方法和COMSOL分析軟件,構(gòu)建物理模型,進(jìn)行網(wǎng)格劃分,仿真了脈沖激光在胃組織中的光熱-熱應(yīng)變-產(chǎn)生超聲這幾個光聲成像的物理過程,通過四種物理場的耦合搭建了完整的光聲模型,得到了有效的光聲信號,并對不同的因素對該過程中各個重要物理量的影響做了仿真分析。結(jié)果表明了本文搭建的光聲模型切實(shí)有效,能很好的方便人們在計(jì)算機(jī)上對光聲成像進(jìn)行快捷高效的模擬研究,有助于進(jìn)一步促進(jìn)光聲成像在胃腫瘤早期檢測診斷中的研究。
【學(xué)位單位】：福建師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：R735.2;TP391.41
【部分圖文】：

良好的發(fā)展前景，該技術(shù)利用光聲效應(yīng)，對物質(zhì)內(nèi)部結(jié)ｃｏｕｓｔｉｃ?Ｅｆｆｅｃｔ）就是指周期性強(qiáng)度調(diào)制的激光（一般是物質(zhì)對光能量的吸收從而會發(fā)生熱脹冷縮并產(chǎn)生應(yīng)生超聲波的現(xiàn)象，如圖】所示：??

看作激光照射在一個生物組織薄層上。由于復(fù)雜問題和復(fù)雜幾何形狀的數(shù)值計(jì)算過??于龐大，所以在本文中，在二維模型上使用矩形模擬胃壁的局部截面進(jìn)行仿真計(jì)算。??如圖２－１所示，設(shè)置一個１０ｍｍｘ５ｍｍ的矩形表示局部胃組織的截面，５ｍｍ表示胃??組織的厚度。在胃組織中設(shè)置一個直徑為１ｍｍ的圓作為腫瘤組織，腫瘤組織嵌入??在正常胃組織中。使用點(diǎn)光源作為激光源，由于設(shè)置的模型是胃組織的局部區(qū)域，??該區(qū)域受到激光的照射可視為彌散光均勻輻照，設(shè)置了一個３ｍｍ厚的微弱吸收水??層介于胃組織和光源之間，使胃組織模型下端各處受照均勻。??－１６－??

?３?Ｌａｓｅｒ?Ｓｏｕｒｃｅ??圖２．１幾何模型示意圖??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ?ｍｏｄｅｌ??在建立有限元模型中，劃分網(wǎng)格是一個重要環(huán)節(jié)，計(jì)算精度和計(jì)算規(guī)模都會受??到所劃分的網(wǎng)格形式的直接影響。首先，網(wǎng)格的數(shù)量會影響計(jì)算的大小和準(zhǔn)確性。??一般情況下，計(jì)算精度會隨著網(wǎng)格數(shù)量的增加而提高，但同時計(jì)算量也會增加，計(jì)??算時間相應(yīng)更長。因此實(shí)際仿真中應(yīng)該綜合考慮，權(quán)衡網(wǎng)格的數(shù)量。其次，網(wǎng)格的??尺寸和密集程度應(yīng)該適應(yīng)計(jì)算數(shù)據(jù)的分布特征。在數(shù)據(jù)的梯度變化比較大的地方，??應(yīng)該使用更密集的網(wǎng)格，才能更好地反映數(shù)據(jù)變化；在數(shù)據(jù)的變化梯度較小的地方??應(yīng)該使用相對稀疏的網(wǎng)格，以減小模型大小。這樣使結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出疏密不同。同樣，??單位階次也會影響計(jì)算的準(zhǔn)確性。使用高階單元可以提高計(jì)算精度
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本文編號：2885643