聲輻射力增強的近紅外光血流測量技術研究
發(fā)布時間：2020-12-12 10:37
漫射相關光譜(Diffuse Correlation Spectroscopy,DCS)是一項利用光場的時間自相關信號測量微血管系統(tǒng)血流(Blood Flow Index,BFI)的新興技術。在某些情況下,正常組織和病理組織的血流差異不十分明顯,本文目的是通過超聲技術來增強DCS血流測量的對比度,分析了不同超聲模式下聲輻射力(Acoustic Radiation Force,ARF)與BFI的對應關系,主要工作如下:(1)建立了超聲發(fā)射與聲波在生物組織中傳播過程的有限元仿真模型。首先在有限元仿真軟件COMSOL Multiphysics中建立超聲換能器陣列與傳播介質的幾何模型,添加相應的物理場和邊界條件實現(xiàn)物理場耦合。然后使用MATLAB編程產(chǎn)生參數(shù)可控的正弦脈沖或矩形脈沖,驅動有限元模型中的換能器陣列發(fā)射平面波束或聚焦波束。最后以可視化的形式仿真聲波在介質中傳播時聲學參數(shù)的變化情況,取得目標探針處的聲壓變化情況,并導出不同超聲模式下ARF的大小關系。(2)完成了聲輻射力作用下的DCS血流測量仿體實驗。首先在超聲研究平臺Verasonics Vantage 64 LE上進行超聲序列編程...
【文章來源】：中北大學山西省
【文章頁數(shù)】：68 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
使用UTL技術對自相關曲線的調制效果
超聲仿真與實驗對應關系
中北大學學位論文16研究中使用的近紅外漫射相關光譜（DCS）血流測量儀由實驗室自行組建，依據(jù)DCS血流測量原理，通過光子在組織中的漫射時攜帶的信息進行血流提齲本儀器包含8個數(shù)據(jù)通道，可以在8個探測點同時進行數(shù)據(jù)采集，儀器的硬件系統(tǒng)主要由近紅外激光器、光子探測器、數(shù)字相關器以及數(shù)據(jù)采集卡等模塊組成，軟件系統(tǒng)主要由控制顯示界面和數(shù)據(jù)處理程序組成，能夠實現(xiàn)硬件控制、數(shù)據(jù)采集處理與數(shù)據(jù)保存操作，最終通過算法處理取得自相關函數(shù)曲線或者血流信息（圖2-2）。圖2-2DCS儀器系統(tǒng)整體結構圖Fig.2-2OverallchartofDCSinstrumentsystem2.3.1DCS血儀流測量儀硬件模塊（1）近紅外激光器DCS血流測量儀通過采集光強的歸一化的自相關函數(shù)（g2）提取血流值，近紅外激光器是光學探測中使用的關鍵器件。本儀器中使用的紅外光激光器（DL-785-120-SO）波長為785nm，相干長度為5米，遠大于實際測量時的光子路徑長度，輸出功率為120mW。（2）單光子探測器光探測過程通過快速的光子計數(shù)實現(xiàn)，本儀器中使用的是購自加拿大Excelitas公司的單光子計數(shù)器（SPCM-780-13-FC），內部關鍵器件為APD，具有低噪聲，高靈敏度的優(yōu)點，當探測光纖將從組織逸出的光子收集并傳輸?shù)紸PD時，光信號將被轉換成電信號，光子轉換為光電子，探測器將光子信號轉換為TTL電平脈沖信號進行輸出。2.3DCS血流測量儀
【參考文獻】：
期刊論文
[1]聲輻射力彈性成像聯(lián)合超聲造影對甲狀腺濾泡型腫瘤的診斷價值[J]. 李寧,楊麗春,王麗偉,丁林. 放射學實踐. 2020(05)
[2]駐波聲場中懸浮臨界密度及穩(wěn)定性研究[J]. 金碩,嚴琪琪,李成翊,張兆航,黃安平. 大學物理. 2020(05)
[3]可穿戴式持續(xù)葡萄糖監(jiān)測設備的研究現(xiàn)狀[J]. 徐曉慧,李暉,王彬,曾冬冬. 中國醫(yī)學物理學雜志. 2020(04)
[4]彩色多普勒超聲聯(lián)合高頻超聲在下肢深靜脈血栓診斷中的應用[J]. 張艷,楊俊萍,張均. 血栓與止血學. 2020(02)
[5]光學相干斷層成像技術在消化道疾病中的應用[J]. 李曉謳,劉芳,陳巖,杜時雨. 中日友好醫(yī)院學報. 2020(02)
[6]ARFI技術在肝臟占位性病變鑒別診斷中的應用價值[J]. 肖蕾,王佳佳,張靖,王金萍. 影像研究與醫(yī)學應用. 2020(05)
[7]輻射力天平法測量相控陣超聲換能器的聲功率（英文）[J]. 壽文德,賈龍洋,吉祥,胡兵. 聲學技術. 2019(06)
[8]聲輻射力的原理與應用[J]. 臧雨宸. 邵陽學院學報(自然科學版). 2019(04)
[9]一種時間相關吸收光譜技術分析新方法[J]. 周海波,邵杰,錢惠國,應朝福,張逸彪. 光譜學與光譜分析. 2019(03)
[10]結合Tikhonov正則化方法的近紅外漫射光血流成像技術[J]. 張曉娟,徐金榮,桂志國,白馨,左佳,劉祎,尚禹. 中國醫(yī)療設備. 2018(12)
博士論文
[1]超聲調制光學成像中聲光作用機制及在血糖檢測的應用[D]. 朱莉莉.福建師范大學 2013
碩士論文
[1]蒙特卡洛仿真在漫射光層析成像中的應用[D]. 郭則飛.浙江大學 2013
[2]基于DSP的超聲多普勒血流頻譜分析系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 趙振華.云南大學 2010
本文編號：2912393
【文章來源】：中北大學山西省
【文章頁數(shù)】：68 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
使用UTL技術對自相關曲線的調制效果
超聲仿真與實驗對應關系
中北大學學位論文16研究中使用的近紅外漫射相關光譜（DCS）血流測量儀由實驗室自行組建，依據(jù)DCS血流測量原理，通過光子在組織中的漫射時攜帶的信息進行血流提齲本儀器包含8個數(shù)據(jù)通道，可以在8個探測點同時進行數(shù)據(jù)采集，儀器的硬件系統(tǒng)主要由近紅外激光器、光子探測器、數(shù)字相關器以及數(shù)據(jù)采集卡等模塊組成，軟件系統(tǒng)主要由控制顯示界面和數(shù)據(jù)處理程序組成，能夠實現(xiàn)硬件控制、數(shù)據(jù)采集處理與數(shù)據(jù)保存操作，最終通過算法處理取得自相關函數(shù)曲線或者血流信息（圖2-2）。圖2-2DCS儀器系統(tǒng)整體結構圖Fig.2-2OverallchartofDCSinstrumentsystem2.3.1DCS血儀流測量儀硬件模塊（1）近紅外激光器DCS血流測量儀通過采集光強的歸一化的自相關函數(shù)（g2）提取血流值，近紅外激光器是光學探測中使用的關鍵器件。本儀器中使用的紅外光激光器（DL-785-120-SO）波長為785nm，相干長度為5米，遠大于實際測量時的光子路徑長度，輸出功率為120mW。（2）單光子探測器光探測過程通過快速的光子計數(shù)實現(xiàn)，本儀器中使用的是購自加拿大Excelitas公司的單光子計數(shù)器（SPCM-780-13-FC），內部關鍵器件為APD，具有低噪聲，高靈敏度的優(yōu)點，當探測光纖將從組織逸出的光子收集并傳輸?shù)紸PD時，光信號將被轉換成電信號，光子轉換為光電子，探測器將光子信號轉換為TTL電平脈沖信號進行輸出。2.3DCS血流測量儀
【參考文獻】：
期刊論文
[1]聲輻射力彈性成像聯(lián)合超聲造影對甲狀腺濾泡型腫瘤的診斷價值[J]. 李寧,楊麗春,王麗偉,丁林. 放射學實踐. 2020(05)
[2]駐波聲場中懸浮臨界密度及穩(wěn)定性研究[J]. 金碩,嚴琪琪,李成翊,張兆航,黃安平. 大學物理. 2020(05)
[3]可穿戴式持續(xù)葡萄糖監(jiān)測設備的研究現(xiàn)狀[J]. 徐曉慧,李暉,王彬,曾冬冬. 中國醫(yī)學物理學雜志. 2020(04)
[4]彩色多普勒超聲聯(lián)合高頻超聲在下肢深靜脈血栓診斷中的應用[J]. 張艷,楊俊萍,張均. 血栓與止血學. 2020(02)
[5]光學相干斷層成像技術在消化道疾病中的應用[J]. 李曉謳,劉芳,陳巖,杜時雨. 中日友好醫(yī)院學報. 2020(02)
[6]ARFI技術在肝臟占位性病變鑒別診斷中的應用價值[J]. 肖蕾,王佳佳,張靖,王金萍. 影像研究與醫(yī)學應用. 2020(05)
[7]輻射力天平法測量相控陣超聲換能器的聲功率（英文）[J]. 壽文德,賈龍洋,吉祥,胡兵. 聲學技術. 2019(06)
[8]聲輻射力的原理與應用[J]. 臧雨宸. 邵陽學院學報(自然科學版). 2019(04)
[9]一種時間相關吸收光譜技術分析新方法[J]. 周海波,邵杰,錢惠國,應朝福,張逸彪. 光譜學與光譜分析. 2019(03)
[10]結合Tikhonov正則化方法的近紅外漫射光血流成像技術[J]. 張曉娟,徐金榮,桂志國,白馨,左佳,劉祎,尚禹. 中國醫(yī)療設備. 2018(12)
博士論文
[1]超聲調制光學成像中聲光作用機制及在血糖檢測的應用[D]. 朱莉莉.福建師范大學 2013
碩士論文
[1]蒙特卡洛仿真在漫射光層析成像中的應用[D]. 郭則飛.浙江大學 2013
[2]基于DSP的超聲多普勒血流頻譜分析系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 趙振華.云南大學 2010
本文編號：2912393
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