含不同物理特性腫瘤的生物組織中光聲信號研究.pdf

1、本文針對含腫瘤的生物組織中激光在熱彈機制下激發(fā)超聲波的機制及影響因素問題開展理論和實驗研究。腫瘤的彈性模量、光吸收系數(shù)和尺寸作為影響因素，分別引入理論和實驗研究的模型之中。
　　在考慮組織的熱傳導(dǎo)效應(yīng)、熱彈效應(yīng)以及激光在生物組織中的光穿透效應(yīng)的前提下，建立了生物組織中激光激發(fā)超聲波的模型，得到了溫度場分布和超聲力源分布。
　　研究了腫瘤彈性模量對超聲波的產(chǎn)生和傳播過程的影響。結(jié)果表明，組織中的最大壓應(yīng)力與腫瘤彈性模量呈線性正

2、相關(guān);光聲信號波形的半高寬及上升時間與腫瘤的彈性模量呈負相關(guān);光聲信號頻譜的高頻成分與腫瘤彈性模量正相關(guān)。由此提出了在生物組織光聲成像系統(tǒng)中，有可能且有必要將彈性模量也作為成像參數(shù)，與光吸收系數(shù)參數(shù)相輔相成，提高成像系統(tǒng)對腫瘤的識別診斷率。
　　分析了腫瘤光吸收系數(shù)對超聲力源、波形及頻譜的影響。結(jié)果表明，當(dāng)腫瘤組織光吸收系數(shù)大于周圍組織時，腫瘤的光吸收系數(shù)與光聲信號的幅值正相關(guān)，此結(jié)果與現(xiàn)有光聲成像中兩者之間關(guān)系結(jié)論相符。同時發(fā)現(xiàn)

3、了腫瘤光吸收系數(shù)還對信號的極性有影響，在純脂肪組織中光聲信號呈現(xiàn)單極性，而在含光吸收較大腫瘤的生物組織中光聲信號呈現(xiàn)雙極性。
　　在綜合考慮腫瘤物理參數(shù)與正常組織差異的情況下，得到了腫瘤尺寸對光聲信號波形的影響，從而提出了光聲信號幅值不僅與腫瘤光吸收系數(shù)有關(guān)，信號的正值區(qū)域幅值還與腫瘤尺寸正相關(guān);在綜合分析腫瘤彈性模量和尺寸對光聲信號影響的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)有研究中光聲信號持續(xù)時間與腫瘤尺寸的關(guān)系進行了修正，同時給出了光聲信號到達時間和