基于環(huán)形陣列探測器的快速光聲成像研究.pdf

1、超聲成像技術、X射線成像技術、核醫(yī)學成像技術、核磁共振成像技術作為目前在生物醫(yī)學工程領域主要的成像手段，一直以來備受人們的重視，且不斷發(fā)展。但是這些傳統(tǒng)的成像技術或多或少存在著某些缺陷。光聲成像技術作為近年來剛剛興起的一門無損檢測技術已成為該領域關注和研究的熱點。光聲成像技術集合了超聲成像技術和光學成像技術的優(yōu)點，可以實現(xiàn)對組織的結構和功能成像，并獲得無損傷、高分辨率、高對比度的醫(yī)學影像。它廣泛應用于乳腺癌的早期檢測、腦部功能成像、血管

2、結構成像等方面，并且取得了豐碩成果。本文主要基于環(huán)形陣列探測器的快速光聲成像系統(tǒng)的軟件設計、成像系統(tǒng)的硬件搭建、光聲圖像重建相關理論以及動物實驗研究。具體包括了以下幾個方面：
　?。?）闡述了生物醫(yī)學工程領域傳統(tǒng)的六種成像技術優(yōu)缺點，同時對光聲成像技術的優(yōu)點、光聲效應、醫(yī)學應用等方面進行了系統(tǒng)說明。著重論述了環(huán)形陣列探測器成像技術基本原理以及光聲圖像重建方法。
　　（2）構建了以LOTIS TII公司生產的Q開關Nd：YAG

3、激光器（532nm）作為激勵源、環(huán)形陣列探測器作為光聲信號采集核心的光聲成像系統(tǒng)。
　?。?）利用LABVIEW軟件，編寫了環(huán)形陣列探測器快速光聲成像系統(tǒng)的相關程序框圖；結合 PCI-1757UP、GPIB-USB等構成了光聲信號的采集系統(tǒng)；以MATLAB軟件為基礎的光聲圖像重建程序。采用模擬樣品實驗驗證了系統(tǒng)的軟硬件均能夠實現(xiàn)設計要求，完成對光聲信號的采集和光聲圖像的重建。
　?。?）構建的基于環(huán)形陣列探測的快速光聲成像系

4、統(tǒng)，能夠完全實現(xiàn)快速成像檢測。光聲信號采集和存儲的整個過程僅需在4s以內，圖像重建所需時間也可以在20s內完成，完全滿足快速成像的實驗要求，具有很好的發(fā)展前景。
　　（5）利用環(huán)形陣列探測器快速光聲成像系統(tǒng)對小白鼠腦部、大尺寸動物腦部、豬眼睛進行了實驗研究，實驗實現(xiàn)了快速光聲成像的設計要求并獲得了相關的實驗數(shù)據(jù)及光聲圖像。其次，對如何提高光聲成像分辨率和對比度做出了分析；對大尺寸動物腦部成像積累了相關經驗；以及為光聲成像技術在眼睛