光声成像技术在内窥镜及脑成像中的应用研究
发布时间：2024-06-25 18:26
光声成像技术已成为人们研究的一个热点,它在生物医学影像领域的应用体现出很多突出的优点。它利用特定波长的短脉冲激光照射生物组织,由于组织中不同组分和不同的结构对激光吸收系数不同,吸收的激光能量就会引起组织内不同位置的温度发生改变,进而导致组织产生膨胀效应并产生超声波,这种超声波信号就是光声信号。一般组织内不同的组分对同一种波长的激光吸收系数不同,这些不同的吸收特性能够反映组织不同的新陈代谢以及组织的病变情况。光声成像结合了光的高对比度和超声的高分辨率两者的优点,使光声成像系统能够获得较高质量的图像。本论文基于光声成像原理搭建了一套光声断层扫描成像系统(PAT),并通过仿体和动物实验验证了系统的成像性能;论文采用MEMS技术开发了基于AlN薄膜的压电式超声传感器,创新地将微型化的MEMS传感器应用于光声成像系统中,为光声成像技术在更多领域的应用奠定重要基础;基于光声成像技术开展了早期直肠癌的实验研究;与中医针灸相结合开展了脑成像实验研究。其主要内容归纳如下:1、组建了实验室PAT成像系统,通过仿体实验、动物实验和人体实验验证了系统的稳定性和可操作性。该系统使用的激光器为法国QUANTEL的...
【文章页数】：99 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 光声成像技术在国内外的研究现状
1.3 论文的主要研究工作
第二章 光声断层扫描成像原理及系统搭建
2.1 激光与生物组织相互作用机理
2.2 光声成像的基本原理
2.2.1 光声成像算法与图像重建
2.2.2 光声成像的系统分类
2.3 光声断层扫描成像系统的搭建
2.3.1 硬件配置
2.3.2 控制程序设计
2.3.2.1 旋转台控制程序
2.3.2.2 系统控制程序
2.4 实验结果分析
2.4.1 仿体实验分析
2.4.2 动物/人体组织实验分析
2.5 本章小结
第三章 光声内窥镜的研制及其应用研究
3.1 传统的医用内窥镜技术简介
3.1.1 超声内窥镜技术特点简介
3.1.2 电子内窥镜技术特点简介
3.1.3 激光共聚焦显微内窥镜技术特点简介
3.2 PAE的技术特点和应用背景
3.3 基于PVDF传感器光声内窥镜成像系统的研制及试验研究
3.3.1 光声内窥镜的研制及仿体实验研究
3.3.1.1 光声内窥镜系统的研制
3.3.1.2 光声内窥镜系统的工作原理
3.3.1.3 光声内窥镜仿体实验研究
3.3.2 光声内窥镜在人体早期直肠癌肿的实验研究
3.4 PMUT器件在光声成像中的初步应用研究
3.4.1 pMUT的研究现状及应用背景
3.4.2 pMUT研制的软件仿真及微加工制造技术
3.4.2.1 pMUT器件的软件仿真方法
3.4.2.2 pMUT器件的微加工制造方法
3.5 基于ALN薄膜的PMUT的制造及在光声成像中的应用
3.5.1 pMUT器件的研制
3.5.2 pMUT器件在光声成像系统中的实验研究
3.6 本章小结
第四章 光声技术在针灸脑成像中的应用研究
4.1 传统影像技术在针灸脑成像中的应用及简介
4.1.1 基于功能磁共振的脑功能成像技术
4.1.2 基于正电子发射断层显像(PET)技术的脑功能成像
4.1.3 基于PET-CT的脑功能成像技术
4.1.4 基于激光散斑成像（LSI）的脑功能成像技术
4.2 基于光声成像技术的针灸脑动力学研究
4.2.1 针刺涌泉穴的光声脑成像研究
4.2.1.1 右侧涌泉穴针灸PAT实验
4.2.1.2. 左侧涌泉穴针灸PAT实验
4.2.2 针刺阳陵泉穴的光声脑缺血成像研究
4.2.2.1 实验方法
4.2.2.2. 正常鼠的针灸PAT实验
4.2.2.3 缺血小鼠针灸PAT实验
4.2.3 艾灸涌泉穴的光声脑成像研究
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 工作展望
致谢
参考文献
博士期间的科研成果与获奖
本文编号：3995729
【文章页数】：99 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 光声成像技术在国内外的研究现状
1.3 论文的主要研究工作
第二章 光声断层扫描成像原理及系统搭建
2.1 激光与生物组织相互作用机理
2.2 光声成像的基本原理
2.2.1 光声成像算法与图像重建
2.2.2 光声成像的系统分类
2.3 光声断层扫描成像系统的搭建
2.3.1 硬件配置
2.3.2 控制程序设计
2.3.2.1 旋转台控制程序
2.3.2.2 系统控制程序
2.4 实验结果分析
2.4.1 仿体实验分析
2.4.2 动物/人体组织实验分析
2.5 本章小结
第三章 光声内窥镜的研制及其应用研究
3.1 传统的医用内窥镜技术简介
3.1.1 超声内窥镜技术特点简介
3.1.2 电子内窥镜技术特点简介
3.1.3 激光共聚焦显微内窥镜技术特点简介
3.2 PAE的技术特点和应用背景
3.3 基于PVDF传感器光声内窥镜成像系统的研制及试验研究
3.3.1 光声内窥镜的研制及仿体实验研究
3.3.1.1 光声内窥镜系统的研制
3.3.1.2 光声内窥镜系统的工作原理
3.3.1.3 光声内窥镜仿体实验研究
3.3.2 光声内窥镜在人体早期直肠癌肿的实验研究
3.4 PMUT器件在光声成像中的初步应用研究
3.4.1 pMUT的研究现状及应用背景
3.4.2 pMUT研制的软件仿真及微加工制造技术
3.4.2.1 pMUT器件的软件仿真方法
3.4.2.2 pMUT器件的微加工制造方法
3.5 基于ALN薄膜的PMUT的制造及在光声成像中的应用
3.5.1 pMUT器件的研制
3.5.2 pMUT器件在光声成像系统中的实验研究
3.6 本章小结
第四章 光声技术在针灸脑成像中的应用研究
4.1 传统影像技术在针灸脑成像中的应用及简介
4.1.1 基于功能磁共振的脑功能成像技术
4.1.2 基于正电子发射断层显像(PET)技术的脑功能成像
4.1.3 基于PET-CT的脑功能成像技术
4.1.4 基于激光散斑成像（LSI）的脑功能成像技术
4.2 基于光声成像技术的针灸脑动力学研究
4.2.1 针刺涌泉穴的光声脑成像研究
4.2.1.1 右侧涌泉穴针灸PAT实验
4.2.1.2. 左侧涌泉穴针灸PAT实验
4.2.2 针刺阳陵泉穴的光声脑缺血成像研究
4.2.2.1 实验方法
4.2.2.2. 正常鼠的针灸PAT实验
4.2.2.3 缺血小鼠针灸PAT实验
4.2.3 艾灸涌泉穴的光声脑成像研究
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 工作展望
致谢
参考文献
博士期间的科研成果与获奖
本文编号：3995729
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/jckxbs/3995729.html
