基于远红外线和X射线的器械研发与设计

发布时间：2020-07-29 09:34

【摘要】：随着人类社会的不断进步与发展和认识水平的不断提高,理论体系日趋完善,人类对电磁波的认识不断深入,远红外线和X射线是两种对人类健康和疾病监测有着重要影响的电磁波谱,我们基于远红外和X射线进行了器械的研发与设计,帮助人们改善健康和提高疾病检测能力。远红外线是指波长在4-1000微米范围内的电磁波。波长在4-14微米的远红外线,与人体组织中的生物细胞分子、体液中的水分子运动频率相一致,可以发生共振效应,表皮组织内部温度升高。热效应加速机体内部生物酶合成,提高生物酶活性,活化蛋白质等生物大分子物质,促进体液循环,增强机体的新陈代谢功能,从而提高生命的免疫力和生命组织细胞的修复和再生能力,远红外线是一种生命光线。依据远红外线对人类某些疾病有显著的治疗效果,我们开发了一款基于远红外理疗的医疗器械。对于远红外理疗设备最重要部分是远红外线的发光源。碳纤维是一种新型的耐高温、高强度、材质轻材料。本文选用了不同型号和尺寸的碳纤维板作为远红外热源材料,研究了碳纤维板的表面温度及远红外频率随交流或直流电压的变化规律。为生产远红外理疗发热板提供实验支撑。实验结果表明:碳纤维板600*400mm尺寸,电压为48V,直流电时,8-14μm范围的红外光比较均匀,且强度较高,热量分布均匀,温度合适,安全系数高,适合于应用于人体理疗。X射线相衬成像技术,不同于传统的基于吸收对比机制的成像技术,这种新技术通过检测X射线透射物体发生的相位变化来解析物体的内部结构信息。根据物体的复折射率理论,对于硬X射线波段,由轻元素构成的软组织的相位因子比吸收因子大三个数量级,意味着在理论上,相位成像有着更好的图像质量,更好的灵敏度。目前,主流的X射线相衬成像技术包括晶体干涉仪、自由传播成像、衍射增强成像、光栅相衬成像等四种技术。其中部分装置系统过于复杂,视场太小,要求极高的机械稳定性和苛刻的光源需求,无法在实际生活中利用。目前最接近临床应用的成像是光栅相衬成像技术,该技术彻底摆脱了对同步辐射光源的依赖,可以在普通实验室完成实验。鉴于X射线相衬巨大的应用前景,本文基于光栅相衬成像技术和自由传播技术,设计了关于相衬成像的CT。
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH773
【图文】：

照片,手骨,戒指

+1＞2[30]。像·希托夫在实验中发现，真空管中阴极发出的物质道荧光现象产生的机制。1895 年科学家伦琴在阴线，伦琴用这种射线拍摄他妻子的手部照片，显历史上首张“医疗”X 光片，如图 1.1 所示，后线，也叫 X 射线。自从发现了 X 射线的投射能力对物质内部结构进行无损检测。由于不需要解迅速开创了无痛的医学影像学，便于医生检查疾面也得到广泛的应用。科学技术不断进步，X 射生物组织学、国防安全、临床检测等领域展开[3进一步扩大。

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湘潭大学硕士毕业论文相位衬度成像节的理论公式推倒，可以得出物质与 X 射线的互相作用结X 射线吸收衬度成像对应于理论的实数部分所关联的吸收应于虚数部分所关联相移截面。图示 1.2 表明，当原子序应于由轻元素组成的物质[36]，相移截面和吸收截面相比，，理论上来说，相衬成像比吸收成像的对比度高 1000 倍成像有着更高的清晰度和灵敏度。

相衬,X射线,成像,测量相位

早期癌症，慢性心脑血管等疾病的诊断还不是很成熟，况时有发生，医生和病人期待清晰的软组织影像。随着科学技术的发类对于生命健康的追求，人类急需在轻元素成像领域取得突破进展。统 X 射线摄影术的补充，拓展了 X 射线摄影的范围，使这项技术得到更挥[43]，这是近年来大力发展 X 射线相称技术的根本原因。射线相位衬度成像的实现并没有公式看上去那么简单，传统的吸收成 X 射线强度的变化，而相衬成像需要测量相位的改变。这项技术最大的：相位无法用实际物理量直接表示。经过很多人的努力，科学家们通过验研究，才探究出以下几种方法。主要为晶体干涉成像法[44, 45]，自由传38, 46, 47]，衍射增强成像[48, 49]，光栅干涉成像法[50, 51]等四种 X 射线相位衬术，晶体干涉法是直接测量相位的改变，自由传播法是测量相位的二阶增强成像和光栅干涉成像都是测量相位的一阶微分（即折射角）来的相位信息，利用上述信息，间接求解出样品的结构信息。图 1.3 是的对比图。

【参考文献】