光声成像简介文档资料.ppt

光声成像光声成像 廖￿宇题纲题纲l基本原理l几种光声成像系统l已取得的效果l1880年，贝尔实验室首次发现光声转换现象，即用时变的光束照射吸收体时，吸收体会受热膨胀产生超声波这是由于光照射某种介质时，介质吸收光能，其内部温度的改变引起介质内的结构和体积变化这样的由温度引起的体积涨缩会使介质产生向外辐射的超声波，这个过程和现象称为光声效应不同生物组织对光的吸收不同光声成像的特点与应用前景利用激光激发，超声波作为载体不同组织对同波长光的吸收不同，产生的超声波幅度和频率有差异，使得这一成像方法比传统超声成像具有更高的灵敏度此外，利用超声作为信息载体，也具有信号衰减小，穿透深度大的特点相对于X光成像来说它也是比较安全的但究竟效果如何要看最终可以达到的成像效果在浅表层血管成像、早期肿瘤探测、脑部成像等方面有广阔的应用前景几种光声成像系统单元探测器环形扫描线性阵列扫描全圆环阵列扫描几种光声成像算法几种光声成像算法• 延迟叠加算法• 滤波反投影重建算法• 反卷积算法成像效果示例本实验的目的及意义本实验的目的及意义 用单元探测器环形扫描的光声成像系统对模拟样品及活体小鼠头进行成像，目的是得到小鼠的脑皮层光声图像，达到从中分辨出脑血管的效果；并且为实验系统的改进提供参考l研究背景及意义l本实验的光声成像系统l实验过程与结果分析l总结与展望单探测器环形扫描的光声成像系统• 532nm波长的红外激光从垂直方向打下•￿￿单元超声波探测器围绕样品进行360°环形扫描•￿￿数字采集卡采集经放大并进行数模转换后的信号•￿￿LabVIEW软件控制旋转平台和采集信号l 实验装置实验装置图l￿延迟叠加算法• 用声速乘以传播时间反推像素点位置￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿ r = c × t•￿对每个扫描步添加相应的时间延迟，对于每一个像素点￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿将每一步得到的像素值叠加作为最终的像素值•对不同传播距离的点进行声程补偿l研究背景及意义l本实验的光声成像系统l实验过程与结果分析l总结与展望光声扫描成像的基本实验过程• 制作或处理扫描样品• 放置样品并测量扫描半径• 启动激光仪和示波器，调整系统设置• 启动步进电机和采集卡开始信号采集• 将信号输入到matlab软件中进行成像•￿统一系统设置部分：￿￿￿采样频率：25MHz 采样步数：360 采样长度：4096￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿实验一￿￿头发丝光声扫描成像• 实验目的： 模拟生物组织中的血管成像，验证实验系统的成像效果•￿样品信息：￿￿直径：26mm￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿头发丝埋藏深度：5mm• 系统设置： 激光电压：250V 激光脉冲宽度：20ns 旋转半径：约190mm样品图示•￿通过示波器显示的波形调整系统的设置￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿（黄色为激光同步触发信号，绿色为光声信号）•￿在LabVIEW前面板显示采集到的信号• 取半径为193mm所成的光声图像实验二 活体小鼠脑部光声扫描成像•￿实验目的：对小鼠大脑皮层成像，在图像上分辨出脑血管•￿样品信息：￿￿样品：￿小白鼠　　　￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿年龄：￿4个月￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿体重：￿50g￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿脑部直径：￿18mm￿　　　￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿头盖骨厚度：￿0.2mm-0.7mm￿￿￿￿•￿系统设置：￿￿激光电压：￿￿400V￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿激光脉冲宽度：￿40ns￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿旋转半径：￿￿约150mm•￿样品图示•￿通过示波器显示的波形调整系统的设置•￿在LabVIEW前面板显示采集到的信号取半径为148mm小鼠去头皮后的实拍图像l￿实验结果分析• 头盖骨对激光的散射•￿探测器机械旋转以及其他仪器造成的干扰和噪声•￿探测器性能和参数的影响•￿温度对超声波传播的影响•￿成像算法需要改进总 结• 查阅了实验所需的资料，为实验的进行提供相关信息• 对实验系统的各部分进行了解并且学会了操作和使用• 实验验证了本光声系统的基本成像效果，得到了初步的小鼠脑部光声图像，对实验系统的改进提供了参考• 不足之处：对成像质量和影响成像结果的因素应结合更量化的参数来进行分析谢 谢 观 赏。