基于環(huán)形陣列探測(cè)器的快速光聲成像研究.pdf

1、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(lái)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(lái)剛剛興起的一門無(wú)損檢測(cè)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(duì)組織的結(jié)構(gòu)和功能成像，并獲得無(wú)損傷、高分辨率、高對(duì)比度的醫(yī)學(xué)影像。它廣泛應(yīng)用于乳腺癌的早期檢測(cè)、腦部功能成像、血管

2、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(cè)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(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究。具體包括了以下幾個(gè)方面：
　?。?）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(shí)對(duì)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(shuō)明。著重論述了環(huán)形陣列探測(cè)器成像技術(shù)基本原理以及光聲圖像重建方法。
　?。?）構(gòu)建了以LOTIS TII公司生產(chǎn)的Q開(kāi)關(guān)Nd：YAG

3、激光器（532nm）作為激勵(lì)源、環(huán)形陣列探測(cè)器作為光聲信號(hào)采集核心的光聲成像系統(tǒng)。
　?。?）利用LABVIEW軟件，編寫了環(huán)形陣列探測(cè)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(hào)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(duì)光聲信號(hào)的采集和光聲圖像的重建。
　?。?）構(gòu)建的基于環(huán)形陣列探測(cè)的快速光聲成像系

4、統(tǒng)，能夠完全實(shí)現(xiàn)快速成像檢測(cè)。光聲信號(hào)采集和存儲(chǔ)的整個(gè)過(guò)程僅需在4s以內(nèi)，圖像重建所需時(shí)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。
　?。?）利用環(huán)形陣列探測(cè)器快速光聲成像系統(tǒng)對(duì)小白鼠腦部、大尺寸動(dòng)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(duì)如何提高光聲成像分辨率和對(duì)比度做出了分析；對(duì)大尺寸動(dòng)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