基于LED光源的连续波扩散光学层析成像系统的实验研究
发布时间：2021-02-20 04:59
当今社会,随着人们对身体健康的关注度越来越高,医学影像技术得到了迅猛的发展。在目前的临床应用中,磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging,MRI）、超声成像（Ultrasonic,US）、电子计算机断层扫描（Computed Tomography,CT）等技术手段占据主流,但它们在安全性、便携性、舒适性上都有一定的缺陷。扩散光学层析成像（Diffuse optical tomography,DOT）是一种基于正常组织与癌变组织光学性质的差异,通过算法反演出组织内部图像的光学分子成像技术。作为一种新兴的成像方式,扩散光学层析成像以其无损性、便携性、实时性等优点,在乳腺成像、脑成像、癫痫诊断等方面有着广泛的应用。然而,现有的扩散光学层析成像系统大多以激光作为光源,其结构复杂、造价高昂,且具有一定的危险性。因此,本次研究尝试以发光二极管（Light Emitting Diode,LED）代替激光作为系统光源,探究此情形下系统的成像能力。本次研究的主要目的是搭建一套以LED作为光源的连续波扩散光学层析成像系统,并且设计新型接口,使得系统不局限于单一形状的成像,最后再通过...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光与组织体的相互作用[45]
第二章扩散光学层析成像理论基础15探测器采集到的数据；对于每一个LED，将N个探测器采集到的数值进行归一化和阈值处理；3.根据，使用上述最小二乘法，计算出、′、的初始值；4.基于第三步得到的初始值，使用正向求解算法，得到探测器位置处的一组仿真数据′；5.使用下式得到系数矩阵；=′/=1;=1(2-27)6.对被测物体进行实验，得到实验数据；用系数矩阵乘上实验数据得到校准后的数据′；′==1;=1(2-28)综合上述方法，整个算法运行流程如图2-2所示：图2-2算法流程图如图所示，对处理后的均匀仿体的实验数据后进行最小二乘法计算，得到、′、三个参数的初始值。接着，基于该初始值，运行正向求解算法，得到对应的仿真数据。然后使用式(2-27)，得到校准系数矩阵，并以之作用于被测物体采集到的实验数据，从而得到校准后的实验数据。对校准后的实验数据再次使用最小二乘
第三章 扩散光学层析成像系统的设计与搭建 3.1 系统架构的总体设计 如第一章所述，本文拟搭建的是基于 LED 光源的连续波扩散光学层析成像系统。本文将系统的整体架构分为硬件和软件两个部分，现分述如下。 3.1.1 硬件系统设计 本文所设计的扩散光学层析成像硬件系统主要包含：光源、探测器模块，数据采集控制模块，接口模块，3D 扫描仪。图 3-1 为本文系统的结构示意图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种低成本、高性价比的穿戴式扩散光学断层人脑成像系统[J]. 苏黎,熊志豪,杨浩,黄林,蒋华北. 生物化学与生物物理进展. 2020(05)
[2]用CT检查和MRI检查诊断乳腺肿瘤的效果对比[J]. 商胜,宋丹. 当代医药论丛. 2018(09)
[3]仿CT扫描模式扩散荧光层析成像方法[J]. 王欣,高峰,李娇,赵会娟. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2013(12)
[4]有限元法的发展现状及应用[J]. 陈锡栋,杨婕,赵晓栋,范细秋. 中国制造业信息化. 2010(11)
[5]近红外光谱分析仪器的发展概况[J]. 齐晓,韩建国,李曼莉. 光谱学与光谱分析. 2007(10)
[6]半导体照明大功率LED进展[J]. 王国宏. 新材料产业. 2004(06)
[7]脑功能磁共振成像研究进展[J]. 孙学军,刘买利,叶朝辉. 中国神经科学杂志. 2001(03)
博士论文
[1]面向乳腺肿瘤诊断的时域扩散荧光—光学混合层析成像方法研究[D]. 张伟.天津大学 2013
硕士论文
[1]频域扩散光层析成像系统研究[D]. 侯天龙.北京工业大学 2014
[2]基于空间光测量的光学层析成像系统研究[D]. 范颖.天津大学 2012
本文编号：3042263
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光与组织体的相互作用[45]
第二章扩散光学层析成像理论基础15探测器采集到的数据；对于每一个LED，将N个探测器采集到的数值进行归一化和阈值处理；3.根据，使用上述最小二乘法，计算出、′、的初始值；4.基于第三步得到的初始值，使用正向求解算法，得到探测器位置处的一组仿真数据′；5.使用下式得到系数矩阵；=′/=1;=1(2-27)6.对被测物体进行实验，得到实验数据；用系数矩阵乘上实验数据得到校准后的数据′；′==1;=1(2-28)综合上述方法，整个算法运行流程如图2-2所示：图2-2算法流程图如图所示，对处理后的均匀仿体的实验数据后进行最小二乘法计算，得到、′、三个参数的初始值。接着，基于该初始值，运行正向求解算法，得到对应的仿真数据。然后使用式(2-27)，得到校准系数矩阵，并以之作用于被测物体采集到的实验数据，从而得到校准后的实验数据。对校准后的实验数据再次使用最小二乘
第三章 扩散光学层析成像系统的设计与搭建 3.1 系统架构的总体设计 如第一章所述，本文拟搭建的是基于 LED 光源的连续波扩散光学层析成像系统。本文将系统的整体架构分为硬件和软件两个部分，现分述如下。 3.1.1 硬件系统设计 本文所设计的扩散光学层析成像硬件系统主要包含：光源、探测器模块，数据采集控制模块，接口模块，3D 扫描仪。图 3-1 为本文系统的结构示意图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种低成本、高性价比的穿戴式扩散光学断层人脑成像系统[J]. 苏黎,熊志豪,杨浩,黄林,蒋华北. 生物化学与生物物理进展. 2020(05)
[2]用CT检查和MRI检查诊断乳腺肿瘤的效果对比[J]. 商胜,宋丹. 当代医药论丛. 2018(09)
[3]仿CT扫描模式扩散荧光层析成像方法[J]. 王欣,高峰,李娇,赵会娟. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2013(12)
[4]有限元法的发展现状及应用[J]. 陈锡栋,杨婕,赵晓栋,范细秋. 中国制造业信息化. 2010(11)
[5]近红外光谱分析仪器的发展概况[J]. 齐晓,韩建国,李曼莉. 光谱学与光谱分析. 2007(10)
[6]半导体照明大功率LED进展[J]. 王国宏. 新材料产业. 2004(06)
[7]脑功能磁共振成像研究进展[J]. 孙学军,刘买利,叶朝辉. 中国神经科学杂志. 2001(03)
博士论文
[1]面向乳腺肿瘤诊断的时域扩散荧光—光学混合层析成像方法研究[D]. 张伟.天津大学 2013
硕士论文
[1]频域扩散光层析成像系统研究[D]. 侯天龙.北京工业大学 2014
[2]基于空间光测量的光学层析成像系统研究[D]. 范颖.天津大学 2012
本文编号：3042263
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