磁聲成像的五自由度掃描裝置設計及實驗研究.pdf

1、磁聲成像作為一種新型功能成像方式，將電磁能轉化為聲能，以生物組織電特性為成像特征值，反映組織的生理、病理狀態(tài)，該方法具有無創(chuàng)、高對比度和高空間分辨率等優(yōu)點，對于腫瘤的早期檢測具有潛在的應用價值。在磁聲成像研究中，掃描方式、掃描運動控制精度、樣本特性及信號檢測處理對磁聲信號、電導率分布重建具有重要意義。
　　本文研制了五自由度運動控制及精確定位裝置，采用National Instrument運動控制及信號采集平臺，實現了聲換能器沿X

2、、Y、Z方向平移以及沿Z軸旋轉，樣本載物盤沿Z軸360°旋轉。使用LabVIEW軟件編程，可實時數據采集、顯示與存儲。對裝置的定位精度進行了測試，并以銅環(huán)為樣本進行了手動控制與電機控制的電導率成像精度對比，結果表明定位裝置能夠滿足磁聲成像實驗要求。
　　在此基礎上，本文設計了一種平移圓周的運動控制掃描方式，對雙層石墨樣本，應用Comsol Multiphysics及matlab軟件仿真，并開展物理實驗。開發(fā)了基于平移圓周掃描的電導

3、率重建算法，并重建樣本電導率分布。由于實驗中樣本與耦合劑聲速不同，重建圖像產生畸變，對聲速進行修正后，電導率重建圖像與樣本具有較好的一致性。
　　同時，本研究對磁聲信號頻率向低頻偏移現象進行了研究，以銅導線、銅片及石墨為樣本模型開展了仿真和實驗研究。結果表明，聲換能器與樣本間的距離及樣本聲特性的改變，均對信號頻率具有一定影響。
　　此外，本文對凝膠仿體制備方法和參數特性進行了研究。對仿體電導率進行測量，為后期仿體制作及實驗提