磁聲成像的五自由度掃描裝置設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)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(zhuǎn)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(duì)比度和高空間分辨率等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于腫瘤的早期檢測(cè)具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。在磁聲成像研究中，掃描方式、掃描運(yùn)動(dòng)控制精度、樣本特性及信號(hào)檢測(cè)處理對(duì)磁聲信號(hào)、電導(dǎo)率分布重建具有重要意義。
　　本文研制了五自由度運(yùn)動(dòng)控制及精確定位裝置，采用National Instrument運(yùn)動(dòng)控制及信號(hào)采集平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了聲換能器沿X

2、、Y、Z方向平移以及沿Z軸旋轉(zhuǎn)，樣本載物盤沿Z軸360°旋轉(zhuǎn)。使用LabVIEW軟件編程，可實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、顯示與存儲(chǔ)。對(duì)裝置的定位精度進(jìn)行了測(cè)試，并以銅環(huán)為樣本進(jìn)行了手動(dòng)控制與電機(jī)控制的電導(dǎo)率成像精度對(duì)比，結(jié)果表明定位裝置能夠滿足磁聲成像實(shí)驗(yàn)要求。
　　在此基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了一種平移圓周的運(yùn)動(dòng)控制掃描方式，對(duì)雙層石墨樣本，應(yīng)用Comsol Multiphysics及matlab軟件仿真，并開展物理實(shí)驗(yàn)。開發(fā)了基于平移圓周掃描的電導(dǎo)

3、率重建算法，并重建樣本電導(dǎo)率分布。由于實(shí)驗(yàn)中樣本與耦合劑聲速不同，重建圖像產(chǎn)生畸變，對(duì)聲速進(jìn)行修正后，電導(dǎo)率重建圖像與樣本具有較好的一致性。
　　同時(shí)，本研究對(duì)磁聲信號(hào)頻率向低頻偏移現(xiàn)象進(jìn)行了研究，以銅導(dǎo)線、銅片及石墨為樣本模型開展了仿真和實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)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(duì)信號(hào)頻率具有一定影響。
　　此外，本文對(duì)凝膠仿體制備方法和參數(shù)特性進(jìn)行了研究。對(duì)仿體電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)量，為后期仿體制作及實(shí)驗(yàn)提