光声甄别生物组织特性的二维谱法研究

来源 :2016年度全国检测声学与物理声学会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leonmalay
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  在医学检测技术中,传统的检测方法,如超声、光学、X-Ray、CT、MRI只能对待检测部位进行定位和简单物理性质的定征,而无法区分各种成分含量,可能会造成早期恶性肿瘤的漏诊或者误诊;目前检测的金标准是对怀疑部位用穿刺的方法提取组织样本进行病理检测,病人非常痛苦,但是统计数据表明95%的怀疑病灶都是良性肿瘤,病人遭受了不必要的痛苦,而另外5%的病人可能会面临恶性肿瘤细胞随着穿刺通路的扩散。因此,急需一种非侵入式的测量方法可以对生物组织分子成分进行准确的定性甚至是定量分析。光声成像由于其信号包含了组织分子对光的吸收谱和组织团簇尺寸对应的超声谱信息,可以分辨脂肪、血红蛋白、胶原蛋白、水等不同分子,且可以检测光吸收组织团簇的尺寸当量,因此对生物组织特性甄别可能具有很好的潜力。本文对不同生物组织进行分区光声检测,对不同部位的光声信号分析其光波长-声频率二维谱、单一光波长下的超声频谱、单一超声频率下的光谱,提取特征参数。研究发现,不同生物组织因其化学成分含量的不同,具有不同的光声二维谱的“指纹”;而单一光波长下的超声频谱的斜率、中频带和截距可以提供某一化学成分在不同组织中的含量比例;另外,单一超声频率下的光谱可以提供同一尺寸当量下不同化学成分的组成;综合上述信息,可以有效的区分正常组织、癌前病变组织、癌症组织,为生物组织特性定征提供了一种很好的方法,可为医生诊断提供参考信息。
其他文献
随着各种极端天气影响日益增多,近年来暴雨、洪涝等原因导致的城市内涝时有发生,造成严重的生命财产损失。城市污水排水管道中各类垃圾、异物堵塞是造成内涝的主要原因之一,因此对排水管中异物的检测及尺寸评估对保证防洪排涝能力、有效应对极端天气对城市影响具有重要意义。由于排水管内部管道狭窄、污水混浊、各类异物多、传输条件恶劣,光学、红外等常规的探测手段的应用受到限制。本文采用超声波信号检测、特征提取与模式识别
随着海洋资源开发和水下信息感知技术的快速发展,对高分辨率成像声呐的需求越来越迫切,特别是当前水下探测在各种领域中的应用越来越重要,如生物、地理、考古、工业等,但是人类能成功开发的海洋资源却微乎其微,这是因为海洋环境的内在不确定性及传播介质的不稳定性都制约了水下声成像的质量,从而限制了人类对水下世界的感知与理解。而声成像系统能克服复杂的水文环境,同时具有较远的作用距离,使得它能在各种规模的水下探测中
针对电容式微机械超声换能器(cMUT)收发一体的工作原理和高频微弱电流信号的检测要求,分析了换能器高频微弱回波信号的处理方法,利用限幅原理与跨阻放大检测法设计了一款具有收发一体功能的高频微弱信号调理电路.通过对电路系统的测试,实验结果表明该电路的带宽为1.53×108Hz,分辨率为1nA,灵敏度为0.161mV/pF,且具有良好的线性和稳定性;通过搭建水下测试系统,测试结果表明该电路不仅实现了换能
光声显微成像(Photoacoustic microscopy, PAM)是近十几年快速发展的新型生物医学成像模式,它有机地结合了光学成像高对比度和声学成像高空间分辨率的优点。声学分辨率光声显微成像(Acoustic resolution photoacoustic microscopy, ARPAM)能够在大成像深度下对血管微循环进行研究。传统的声学分辨率光声显微成像通过采用高数值孔径(Nume
光声成像技术是近年来迅速发展的一种医学无损检测技术,同时具备光学成像高对比度和声学成像高分辨率的优点,将其与传统的超声成像技术结合形成的双模态成像技术,突破了传统生物医学成像模态单一,检测内容有限的限制。在此基础之上,应用于内窥成像中的微型光声-超声探测器,能够同时获取光声和超声图像,并且实现高速成像和图像自动配准,是监测诊断病变的有效工具。本文设计实现了一种基于脉冲激光的全光型内窥探头,具备在生
光声显微成像(Photoacoustic microscopy,PAM)是基于光声效应的一种新兴生物医学成像模式,它同时具备光学成像高对比度和声学成像高分辨率的优势。光声显微成像的纵向分辨率由探测器的带宽决定,而横向分辨率则通过声聚焦或者光聚焦来实现,前者称为光学分辨率式光声显微成像(Optical resolution photoacoustic microscopy,OR-PAM),后者称为声
PVDF梳状换能器目前已经被用于线性导波检测当中,在非线性导波研究中却很少出现,且尚无对PVDF梳状换能器谐频特性的相关描述.由于非线性导波的相对非线性系数具有随距离增加而增大的特性,因此,本文利用非线性导波的距离积累效应对PVDF梳状换能器的谐频特性进行分析与验证.在理论上,本文用输出矢量和方法分析等指长等间距梳状换能器的基本频响特性.分析可知,当导波波长λ0等于PVDF梳状换能器的周期节长L时
超声背散射法在骨质评价及骨质疏松症的诊断中具有重大应用潜力.相关研究证明超声背散射信号可以提供松质骨密度及结构信息等骨特征.本文的研究目的是为了明确超声背散射独立反映松质骨密度及微结构特征的能力.采用聚焦式超声探头测量了35块松质骨样本的离体背散射信号,背散射信号空间扫描区域为1.0× 1.0 cm,扫描空间步长为0.5 cm.逐步调节背散射有效信号的选取,计算相应的超声背散射参数.松质骨矿物质密
匹配场定位是建立在对海洋声传播精确建模基础上的被动定位方法,它将实测水声信号与模拟声场信号相匹配来确定声源的深度和距离。其特点是对环境参数失配、阵列幅度相位误差、距离/深度空间采样较敏感,稳健性较强,但定位正确率依赖于环境失配的程度,而且旁瓣较高。海洋环境参数失配以及声源运动导致定位性能大幅度下降是匹配场定位所面临的难题之一。应用贝叶斯理论对环境聚焦,是当前解决该难题的研究热点。环境聚焦方法的实质
随钻声波测井是目前测井界比较关心的技术。如何压制测量信号中的钻铤波的幅度,突出地层波信号,则是随钻声波测井中一个重要的技术问题。为了找到解决这个问题的办法,则需要分析研究随钻声场中各个分波(包括导波和临界折射波)的传播机制。然而,目前的大部分工作均只关注随钻声场中的各个模式波,而很少考虑声场中的临界折射波。在本文中,我们采用分波分析的方法,将随钻声场中各阶模式波与地层的临界折射纵、横波从全波声场中