收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

光声成像技术的重建算法与实验研究

宋智源  
【摘要】: 近年来,基于光声效应的光声成像技术在生物医学成像领域得到了快速的发展。它是以脉冲光作为激励源、超声信号作为载体,通过对采集到的一组声信号进行图像重建处理而得到组织内部结构信息的一种成像方法。该方法有机地结合了光学成像和声学成像的优点,可以提供深层组织的高分辨率和高对比度的图像,成为目前医学成像领域的研究热点。 本论文重点在于研究光声成像的相关理论和在生物医学成像领域的应用。以组织光学和声学为基础,从光声信号的产生机理出发,对光声成像技术的信号处理、信号的时频域特性和对重建算法的修正等理论进行了深入的探讨,采取电脑仿真和实验模拟相结合的研究方法,提出了对这些问题的解决方案;改进了现有实验系统,进行了模拟样品的光声三维成像;对多种生物组织进行了光声成像实验,为光声成像的实用性研究打下了理论和实验基础。主要工作内容包括: 1)分析了系统中反卷积问题出现病态的原因,提出依靠正则化方法可以有效地加以解决。通过电脑仿真计算,表明通过对输出信号的正则化处理,可有效的解决方程的病态问题,抑制高频噪声部分,较好地还原输入信号。 2)通过电脑仿真对不同直径圆吸收体的多频段的信号特性进行研究。对光声信号在50KHz~300KHz、300KHz~2MHz和2MHz~6MHz这三个频段内的能量按照其对应的直径做归一化处理,得到了不同频段的光声信号的能量比例随其直径的变化曲线,以及能量比例达到最大时对应的直径值。通过模拟实验获得了与仿真相吻合的折线图。 3)依托代数重建算法的思想,进行了有限角度测量的重建算法的研究。设计了可应用于光声成像有限角度测量的重建算法。通过模拟实验得到了有限角度测量下的光声信号,重建光声图像,对图像的分辨率进行了分析。将光声成像技术在眼成像中的应用和有限角度测量重建算法相结合,得到了理想的重建图像。 4)首次提出利用吸声材料从硬件结构上实现非聚焦超声传感器的三维光声成像。该吸声模型不仅能够在一定程度上限制目标样本的超声辐射方向,更可有效地将非聚焦超声传感器的声接收角度限制到一很小角度的范围内。通过理论计算分析了吸声模型的层析性能,由模拟实验进行了对目标样本的层析扫描,实现了三维光声成像。 5)采用离散化方法进行了对声特性存在差异介质的重建算法的声速修正。当介质内部的声特性存在变化时,通过对重建算法中的声速进行修正,可得到实际的飞行时间,获得真实的重建图像。通过模拟实验直观地证明了该方法,并给出了系统成像的分辨率。 6)利用二维光声成像系统,对多种生物组织包括鸡胚胎、离体猪眼球和白鼠脑部结构成功地进行了光声成像。 7)将光透明试剂应用于光声成像技术中。通过对猪肌肉组织的模拟实验验证了试剂的实用性。利用二维光声成像系统对使用光透明试剂的活体白鼠脑部结构进行了图像重建,并取得了满意的效果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 田丰,孙小平,邓福军,邵富群,王福利;声学法电站锅炉温度场重建算法的研究与比较[J];量子电子学报;2003年05期
2 赵俊;;图象分块重建算法[J];CT理论与应用研究;1991年04期
3 李建,吴志芳;最大后验概率重建算法在发射CT中的应用[J];CT理论与应用研究;2005年02期
4 罗军,何国庚,朱林生,黄素逸;最优松弛因子下有序迭代最大熵重建算法的计算机模拟研究[J];量子电子学报;1998年04期
5 谭建荣;一个连通域的重建算法[J];工程图学学报;1993年02期
6 赵波;陈至坤;;电容层析成像算法研究[J];自动化仪表;2006年S1期
7 孔凡树;王蓓蓓;贾超;;基于等值面拓扑简化的三维重建算法[J];燕山大学学报;2009年02期
8 赵波;陈至坤;;电容层析成像算法[J];河北理工学院学报;2006年04期
9 白净,祁文康;分层介质声阻抗图的重建算法[J];电子学报;1992年01期
10 刘扬,王思明;基于小波变换的信号去噪的应用研究[J];电脑与信息技术;2005年02期
11 何元胜;何敏;李杰仁;;电磁层析成像图像重建算法[J];电气技术;2007年04期
12 万本庭;龚杏;;基于信赖域的微波重建算法[J];计算机工程;2007年13期
13 马晨欣;江桦;闫镔;;CT平行投影的快速重建算法研究与实现[J];信息工程大学学报;2010年02期
14 缪辉;王秋殷;赵会娟;王婷婷;高峰;;针对小动物的锥束CT重建的研究及验证[J];光子学报;2010年09期
15 孙小平;田丰;邵富群;谢植;;复杂温度场图像重建算法实验研究[J];东北大学学报(自然科学版);2006年03期
16 霍修坤;程志友;;中间函数法CT图像重建算法研究[J];核技术;2006年03期
17 王广俊;王大勇;王华英;;数字全息显微中常见重建算法比较[J];激光与光电子学进展;2010年03期
18 沈乐;邢宇翔;;基于GPGPU的锥束螺旋CT DBPF重建算法的实现与加速方法研究[J];核技术;2010年11期
19 李杭燕;马明国;谭俊磊;;时序NDVI数据集重建综合方法研究[J];遥感技术与应用;2010年06期
20 潘卫清;潘云;;基于减采样技术的快速高分辨数字全息重建算法[J];光电子.激光;2011年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 闫锋;罗月童;龙鹏程;李佳;黄善清;孔维华;曹瑞芬;李贵;胡丽琴;吴宜灿;;基于ITK的数字重建放射影像重建算法与应用[A];全国第20届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2009)暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集(上册)[C];2009年
2 毛芸;罗天友;周艳;张志伟;廖静敏;陈垦;沈云;;64排螺旋CT冠状动脉成像:半重建算法与多扇区重建算法的比较研究[A];中华医学会第十三届全国放射学大会论文汇编(下册)[C];2006年
3 胡永胜;;重建算法对低剂量肺部CT扫描图像质量和诊断的影响[A];2010中华医学会影像技术分会第十八次全国学术大会论文集[C];2010年
4 毛芸;罗天友;廖静敏;沈云;;64排螺旋CT冠状动脉成像中不同心脏重建算法对图像质量的影响[A];中华医学会第十三届全国放射学大会论文汇编(下册)[C];2006年
5 陆振球;谭春虎;薛强;陶智勇;;超声衍射有限形式重建算法及其数值模拟[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年
6 马进;许会;;微波成像算法综述[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
7 张朋;张兆田;张慧滔;陈明;孙艳勤;丁锰;;CT重建算法研究的一些进展和应用[A];2004年CT和三维成像学术年会论文集[C];2004年
8 宋旸;张斌;贺安之;;偏折层析重建算法综述[A];江苏、山东、河南、江西、黑龙江五省光学(激光)联合学术'05年会论文集[C];2005年
9 耿建华;陈英茂;陈盛祖;司宏伟;张雯杰;郑容;田嘉禾;;双探头符合成像系统的分辨率及其影响因素[A];全国第九届核医学电子学学术会议论文集[C];2005年
10 张斌;宋旸;贺安之;;基于相位展开和一种新的迭代重建算法的流场莫尔层析术[A];2005年中国光学学会全息与光学信息处理专业委员会年会暨建会20周年纪念会[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宋智源;光声成像技术的重建算法与实验研究[D];天津大学;2009年
2 孟旭炯;基于单目视觉的同时定位与地图重建算法研究[D];浙江大学;2010年
3 肖嘉莹;定量光声成像技术及在骨关节炎诊断的研究[D];中南大学;2011年
4 郑晗;全三维锥束CT重建算法的研究[D];东北大学;2010年
5 黄安民;基于感知字典的稀疏重建算法研究[D];电子科技大学;2011年
6 薛国伟;医用CT图像解析类重建方程的投影帧驱动重建技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 卢孝强;有限角度下X射线成像重建问题的研究[D];大连理工大学;2010年
8 吕杨;多源锥形束CT快速精确重建算法研究[D];上海交通大学;2011年
9 贺小伟;生物发光断层成像中光源重建逆问题研究[D];西安电子科技大学;2011年
10 张向宇;工业炉温度场可视化与辐射特性参数解耦重建研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑磊;光声成像采集系统设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 唐磊;多帧图像超分辨率重建算法研究[D];浙江大学;2011年
3 周旻昊;电容层析成像重建算法研究[D];华北电力大学(北京);2011年
4 宋智源;仿生物组织的检测[D];天津大学;2005年
5 张俊;图像的超分辨率重建算法研究[D];东南大学;2004年
6 何佳伟;正电子发射断层成像的统计迭代方法及加速方法研究[D];中北大学;2011年
7 林虹;基于小波和插值的超分辨率图像重建算法研究[D];西安电子科技大学;2005年
8 王沛;适于小动物研究的Micro-CT系统的设计与实现[D];西安电子科技大学;2011年
9 庞佩佩;磁感应断层成像的正问题及重建算法研究[D];沈阳工业大学;2012年
10 林婉娟;压缩感知重建算法及其在数字水印中的应用[D];北京交通大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 刘正午;更快 更清 更安全[N];医药经济报;2004年
2 方成亮;理性选购:释疑用户五大困惑[N];中国计算机报;2007年
3 木子;主流扫描仪冲击“质”与“速”[N];中国企业报;2003年
4 项雨;数码照片打印有标准[N];中华工商时报;2003年
5 ;PK你的传统视界[N];电子资讯时报;2006年
6 丁虹;购买液晶电视谨防术语误导[N];福建科技报;2007年
7 湖南 薛凌云;教你玩转奥运高清[N];电脑报;2008年
8 周雪;高清:还原视听感受[N];电脑商报;2008年
9 江苏 李兵;选LCD?还是选CRT?[N];电脑报;2003年
10 刘亮 张亮;改善你的扫描效果[N];电脑报;2004年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978