頻率域光聲成像.pdf

1、本文重點介紹了兩種頻率域光聲成像系統(tǒng)，即頻域光聲斷層成像系統(tǒng)和頻域光聲顯微系統(tǒng)，以及利用這兩套成像系統(tǒng)進行實驗論證的三種成像模式，其中一種是基于線性頻率調(diào)制（Chirp）的傳統(tǒng)頻域光聲成像模式及其它兩種由本課題組提出的新型成像模式----離散頻率調(diào)制模式和復合頻率調(diào)制模式。作為一種新興的生物醫(yī)學成像方法，光聲成像尤其是時域光聲成像在過去二十年得到了極大關(guān)注。
　　本文對包括光聲斷層成像和光聲顯微成像在內(nèi)的時域光聲成像技術(shù)進行了簡要

2、介紹。與時域光聲成像相比，頻域光聲成像發(fā)展相對較晚，二者之間最明顯的區(qū)別在于時域光聲成像通常采用脈沖激光器作為光源，而頻域光聲成像常采用連續(xù)波激光器作為光源，連續(xù)激光器具有體積小、穩(wěn)定性高的優(yōu)點，因此使得頻域光聲成像較時域光聲成像而言具有成本低，更便攜等優(yōu)點。利用線性頻率調(diào)制信號（Chirp）對激光器輸出強度進行調(diào)制的傳統(tǒng)頻率域光聲成像模式是一種時域和頻域混合的方法，它的信號采集過程和基于背向投影算法的圖像重建過程都是在時間域完成的，因

3、此使得它具有時域光聲成像的普遍缺點，即采樣時間長和數(shù)據(jù)量相對較大。針對這些不足，我們提出了一種純頻域的成像方法----離散頻率調(diào)制模式以及與這種頻域成像模式相對應的頻率域基于模型的重建算法，通過在特定頻率分量處提取光聲信號的幅值和相位信息來重建圖像，以此避免上述提到的不足。在論證過離散頻率調(diào)制模式的可行性后，我們進一步提出了名為復合頻率調(diào)制模式的新型成像模式。這種模式較前一種模式而言，將離散頻率調(diào)制模式中的離散頻率作為頻率分量進行加和，

4、形成一個復合波形對激光器進行調(diào)制。由于現(xiàn)有連續(xù)波激光器的輸出功率較小，在復合頻率調(diào)制模式下，隨著頻率分量數(shù)的增加，每個頻率分量對應的能量值就減小，而過小的能量值無法對樣本產(chǎn)生有效激發(fā)，但若將此功率的激光器應用到顯微領(lǐng)域，由于顯微物鏡可以對激光光斑進行有效的收縮，使其單位面積的能量密度增大，在保證頻率分量數(shù)目的同時還能對樣本行程有效激發(fā)，于是我們將這種成像模式應用到了頻域光聲顯微領(lǐng)域。與上述三種頻域光聲成像模式相關(guān)的實驗結(jié)果及其分析都包含