含不同物理特性肿瘤的生物组织中光声信号研究

发布时间：2021-08-25 22:34

　　本文针对含肿瘤的生物组织中激光在热弹机制下激发超声波的机制及影响因素问题开展理论和实验研究。肿瘤的弹性模量、光吸收系数和尺寸作为影响因素,分别引入理论和实验研究的模型之中。在考虑组织的热传导效应、热弹效应以及激光在生物组织中的光穿透效应的前提下,建立了生物组织中激光激发超声波的模型,得到了温度场分布和超声力源分布。研究了肿瘤弹性模量对超声波的产生和传播过程的影响。结果表明,组织中的最大压应力与肿瘤弹性模量呈线性正相关；光声信号波形的半高宽及上升时间与肿瘤的弹性模量呈负相关；光声信号频谱的高频成分与肿瘤弹性模量正相关。由此提出了在生物组织光声成像系统中,有可能且有必要将弹性模量也作为成像参数,与光吸收系数参数相辅相成,提高成像系统对肿瘤的识别诊断率。分析了肿瘤光吸收系数对超声力源、波形及频谱的影响。结果表明,当肿瘤组织光吸收系数大于周围组织时,肿瘤的光吸收系数与光声信号的幅值正相关,此结果与现有光声成像中两者之间关系结论相符。同时发现了肿瘤光吸收系数还对信号的极性有影响,在纯脂肪组织中光声信号呈现单极性,而在含光吸收较大肿瘤的生物组织中光声信号呈现双极性。在综合考虑肿瘤物理参数与正常组织... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

半球形128元阵列超声传感器的热声成像系统示意图

？C -示波器j图1.2基T Fabry-Perot干涉仪的光声成像系统示意图伦敦大学的Beard研究组丨提出基于高分子薄膜的法布里-拍罗（Fabry-Perot)干涉仪来探测山光声效应所引起的样品表面微小位移，并且由光电二极管通过横向机械扫描接收被调制的干涉光，重建的图像其成像深度可以达到1cm，图像分辨率小于lOCHim，7

论博士论文声成像系统如图1.2。Beard等近年在成像方面还提出了快速的K空间光声模拟与算法。此外，他们还在三维脑血管成像、多波长下色团分布的评估方面取得了突出成。瑞士伯尔尼大学Kostli研究组136，37-39，4°]将玻璃棱镜作为压力传感器，将其放置在液体样品的表面，通过高速CCD在很短的时间间隔内连续采集被光声信号所调制射光的强度达到检测光声信号的目的，通过图像重建可以实现组织成像，得到的图间分辨率为光声成像系统如图1.3。此外，Kostli还提出了基于空间二维傅立变换的反投影算法。


本文编号：3362986