生物組織的光聲和熱聲成像研究.pdf

1、光聲成像和熱聲成像是新近得以快速發(fā)展的兩種無損醫(yī)學成像方法。當用周期性短脈沖電磁波(通常是激光或微波)照射生物組織時,組織因快速吸收電磁能量而產(chǎn)生熱膨脹,在空氣中產(chǎn)生超聲波,此超聲波包含了生物組織的電磁波吸收分布信息。在組織周圍用超聲換能器掃描探測超聲波,將獲取的超聲信號用相應的圖像重建算法進行處理,就可以重建出生物組織內(nèi)的電磁波吸收分布圖像。光聲成像和熱聲成像正是基于這樣一個過程而產(chǎn)生的。
　　光聲、熱聲成像結合了純光學或微波成

2、像和純超聲成像的優(yōu)點,具有高對比度和高空間分辨率的特點。光聲成像和熱聲成像是基于不同的生物組織成分進行成像的,光聲成像主要與生物組織的光吸收特性有關,而熱聲成像主要與生物組織的電導率、介電常數(shù)有關。在不久的將來,將兩種成像方式結合起來,可以得到更多的組織信息,從而更加有助于進行生物組織的結構、功能成像和疾病檢測。
　　本文主要專注于光聲、熱聲兩種成像方式對骨關節(jié)這一生物組織的初期探索研究,主要內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　1、

3、光聲和熱聲成像的研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀,首先介紹了幾種目前常用的生物組織成像方式,論述了光聲和熱聲成像的發(fā)展歷程及特點,之后,陳述了生物組織光聲和熱聲成像的研究現(xiàn)狀,并特別對骨關節(jié)組織的光聲、熱聲成像的研究現(xiàn)狀做了一定的描述。
　　2、光聲和熱聲成像的理論基礎,從五個方面對其進行了論述,即光聲和熱聲信號產(chǎn)生的機理,生物組織的聲學特性包括衰減、吸收、散射等,光聲和熱聲信號的檢測方法、光聲和熱聲圖像的重建理論基礎、光聲和熱聲圖像重建算法如

4、反投影算法、延遲疊加算法等。
　　3、骨關節(jié)組織的光聲成像研究,先對實驗中所用光聲成像系統(tǒng)進行了描述,并對基于此系統(tǒng)進行的骨關節(jié)組織的離體和活體光聲成像研究進行了陳述,對在某些特定位置處獲得的光聲信號進行了頻譜分析,最后對圖像重建結果進行了分析。
　　4、骨關節(jié)組織的熱聲成像研究,先就實驗室中的熱聲成像系統(tǒng)做了簡單介紹,利用此套系統(tǒng)分別對離體骨關節(jié)和活體人的手指骨關節(jié)組織進行了熱聲成像的早期成像研究,對成像過程中獲得的離體、