高分辨率光声显微镜系统的构建及其生物活体成像

发布时间：2022-05-06 21:02

　　光声成像是近年来发展的一种新型成像技术,其原理为光声效应,它同时具有光学成像技术分辨率高与超声成像穿透深度大的优势,可以提供高分辨率、高对比度的图像,为生物医学成像开辟了新的方向。现有的光声显微镜系统存在着一定的不足,如较大范围成像时扫描速度与分辨率不能兼顾、系统运行的稳定性有待提高等。本文设计了一套高分辨率的光声显微镜系统,包括硬件系统与控制系统两部分。对硬件各个部分进行了选用与介绍,实现了硬件系统构建;根据实验需求,基于LabVIEW对控制系统进行了编写,主要包括电移台的控制程序、激光器的控制、光声信号的数据采集与预处理,并将其集成到一个控制界面中。本文的光声显微镜系统构建完毕后,使用7 μm直径的碳纤维样品对系统的侧向分辨率、信噪比以及扫描速度进行了测试。测试表明,系统可以获得碳纤维的高细节图像,成像系统的侧向分辨率达到了 1.7 μm;并且可以对5 mm × 5 mm的区域进行稳定的快速成像,成像时间为5分钟左右。该系统对麻醉状态下的小鼠进行了一系列活体成像实验。对小鼠的耳上微血管网络成像质量较好,图像对比度高,通过成像可观测到微血管网络开闭的现象。同时,对于每只小鼠均进行了间... 

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【学位级别】：硕士

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第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 光声成像的简介
        1.2.1 光声成像原理
        1.2.2 光声成像常见实现方式
        1.2.3 光声显微镜的活体成像应用
    1.3 本文的主要研究目的及内容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究内容
    1.4 本章小结
第二章 光声显微镜系统的构建
    2.1 成像系统构成
        2.1.1 光路的搭建
        2.1.2 光声信号及其检测
        2.1.3 扫描平台的构建
        2.1.4 数据采集
        2.1.5 其他组成部分
    2.2 实验控制系统简介
        2.2.1 控制系统的设计要求与方案
        2.2.2 控制界面简介
    2.3 本章小结
第三章 实验系统的性能测试
    3.1 实验样品
    3.2 成像系统侧向分辨率
    3.3 扫描速度测试
    3.4 图像后期处理方法
        3.4.1 边缘检测法处理图像
        3.4.2 阈值法处理图像
    3.5 本章小结
第四章 使用本系统进行的生物体实验
    4.1 实验背景
    4.2 生物实验准备
        4.2.1 实验样品准备
        4.2.2 生物实验辅助设备
    4.3 实验过程
    4.4 实验结果分析
        4.4.1 血管形态分析
        4.4.2 微血管密度与光声信号强度分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文主要工作与贡献
    5.2 发展前景展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文目录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]磁共振成像技术在肝细胞癌中的应用进展[J]. 蒋涵羽,刘曦娇,宋彬.  磁共振成像. 2015(02)
[2]生物医学光声成像的研究进展[J]. 陶超,刘晓峻.  应用声学. 2012(06)
[3]光声成像中延迟求和方法和反投影重构方法的比较[J]. 吴丹,陶超,刘晓峻.  无损检测. 2011(09)
[4]CT技术的应用发展及前景[J]. 高丽娜,陈文革.  CT理论与应用研究. 2009(01)
[5]医学超声的热点与新进展[J]. 徐智章,俞清.  上海医学影像. 2003(04)



本文编号：3651209