基于超宽带电磁脉冲源的热声成像技术研究

发布时间：2021-11-10 17:27

　　微波热声成像（Microwave-Induced Thermoacoustic Imaging,MITI）技术拥有较大穿透深度、高图像分辨率和对比度,联合了微波成像和超声成像二者的优点。因此,该技术拥有很好的发展前景和广阔的应用潜能,是一种新型无损医学检测方式。首先,微波热声成像技术使用脉冲微波为激发源照射成像组织;然后,成像组织吸收辐射出的微波能量,产生热膨胀效应并激发出超声波;最后,以超声波信号为重建信息,借助图像重建算法重建出反映受辐射部位组织吸收微波特性的热声图像。微波热声成像技术可应用于组织介电特性分布成像研究中,依据生物组织在不同生理及病理条件下微波吸收特性差异,该技术可以进行非入侵式、分辨率和对比度高的医学无损检查。尽管微波热声成像技术的穿透深度、图像对比度和分辨率已经较高,但仍要继续提高;目前,热-声之间的转换效率依旧很低,热声成像的激发源功率却很大,存在对成像组织造成热损伤的潜在风险。传统热声成像激励源脉宽一般在0.1-1?s之间,激励微波能量密度约几2cmmJ,成像分辨率在0.1-1 mm之间。伴随微波热声成像技术向医学临床领域的应用推进,热-声转换效率和图像分辨率... 

【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】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 微波热声成像技术
        1.2.1 微波热声成像技术简介
        1.2.2 热声成像技术发展历程和研究近况
    1.3 本论文研究的主要内容
第二章 热声成像技术的理论基础
    2.1 前言
    2.2 热声信号产生原理
        2.2.1 生物组织的微波吸收特性
        2.2.2 热声波动方程
    2.3 热声成像对比度来源
        2.3.1 生物组织介电特性
        2.3.2 不同组织电导率差异
    2.4 热声成像中微波脉宽的影响
        2.4.1 不同微波脉宽产生热声信号的区别
        2.4.2 不同微波脉宽产生热声转换效率的区别
    2.5 本章小结
第三章 基于超宽带电磁脉冲源的热声成像系统
    3.1 引言
    3.2 热声成像系统总体简介
    3.3 热声激励源系统
        3.3.1 Marx发生器简介
        3.3.2 脉冲形成线简介
        3.3.3 贴片天线简介
        3.3.4 电磁屏蔽室简介
    3.4 热声成像超声信号探测
        3.4.1 聚焦超声探头简介
        3.4.2 非聚焦超声探头简介
    3.5 数据采集系统
        3.5.1 热声信号放大
        3.5.2 热声信号采集
        3.5.3 控制装置
    3.6 热声成像重建算法
        3.6.1 反投影重建算法
        3.6.2 基于有限元的非线性定量重建算法
        3.6.3 延迟叠加重建算法
    3.7 本章总结
第四章 基于超宽带电磁脉冲源的热声成像实验研究与探索
    4.1 前言
    4.2 热声成像系统成像范围实验研究
        4.2.1 基于超宽带电磁脉冲源的热声成像实验系统简介
        4.2.2 不同层面marker阵列热声成像
    4.3 仿体与生物组织热声成像实验研究
    4.4 热声成像质量改进探索实验研究
        4.4.1 探索环境因素对成像质量的影响
        4.4.2 探索提高耦合效率方法实验研究
    4.5 提高热声成像总体系统性能实验探究
        4.5.1 使用不同放大器成像实验研究
        4.5.2 使用不同超声探头成像实验研究
    4.6 本章总结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]超短脉冲微波高效激发的高分辨率热声成像[J]. 娄存广,计钟,丁文正.  激光生物学报. 2013(01)
[2]微波热致超声成像系统天线设计[J]. 吴江牛,赵志钦,龚伟,陈国平,聂在平.  电波科学学报. 2010(03)
[3]超宽带微波近场目标探测成像实验系统[J]. 夏景,孔娃,王刚.  微波学报. 2009(04)
[4]微波致热超声成像原型系统[J]. 陈国平,赵志钦,龚伟,聂在平,柳清伙.  科学通报. 2009(12)
[5]共焦成像算法中时延不确定对成像结果的影响[J]. 邵文轶,周蓓蓓,王刚.  微波学报. 2009(01)
[6]用于早期乳腺癌检测的超宽带微波探头设计[J]. 李艳茹,来欣,王刚.  医疗卫生装备. 2008(10)
[7]微波热声成像弱信号预放大电路[J]. 韦育森,杨国胜,朱新亚.  医疗卫生装备. 2006(12)

博士论文
[1]用于乳腺癌检测的微波热声成像技术研究[D]. 黄林.电子科技大学 2015

硕士论文
[1]早期乳腺癌的微波热声成像技术研究[D]. 曾雪枝.江苏大学 2006



本文编号：3487643