基于微納米顆粒的光聲多普勒微循環(huán)流速測量.pdf

1、人體的微循環(huán)系統(tǒng)主要在微血管,微血管也叫毛細(xì)血管,是血液與周圍組織進行物質(zhì)交換的場所,而流速是表征血管性能的一個重要參數(shù),微血管或周圍組織的病變會導(dǎo)致血流發(fā)生變化。微血管的流速測量和成像對于心腦血管等疾病的預(yù)防及治療有著非常重要的作用。
　　目前的血液流速測量主要是利用多普勒技術(shù),主要包括超聲多普勒和激光多普勒流速測量。超聲多普勒測速的原理是利用流體中運動微粒散射聲波的多普勒頻移來獲得液體流速信息,由于人體內(nèi)組織的緩慢運動,在測量

2、低流速時,獲得的多普勒信號不只來自于流動的微粒還有管壁的影響,因此在低流速下超聲多普勒的測量受到很大制約;激光多普勒的原理與超聲多普勒相似,也是利用了運動微粒的光散射,雖然它能夠測得較低的流速,但是測量深度有限,并且不能獲得流速的方向信息。光聲多普勒技術(shù)很好的解決了這一問題,它兼有聲學(xué)測量和光學(xué)測量的優(yōu)點,有很高的光學(xué)對比度和較低的背景噪聲。
　　本課題根據(jù)光聲多普勒頻移與流速的線性關(guān)系,設(shè)計了一套以鎖相放大器為核心的低流速測量系

3、統(tǒng),通過光聲多普勒信號與參考信號混頻運算得到光聲多普勒頻移信號,然后對其進行快速傅里葉變換得到多普勒頻移,進而計算出平均流速;為了驗證流速與超聲探頭的夾角(多普勒角度)對多普勒頻移的影響,以豐富和補充光聲多普勒理論,對原有的實驗系統(tǒng)做了改進,利用步進電機帶動超聲探頭的旋轉(zhuǎn),完成了對多普勒角度的掃描。
　　實驗結(jié)果表明,多普勒角度的余弦值與多普勒頻移呈線性關(guān)系,本文提出的方法適用于低流速的測量,相比于其它多普勒流速測量技術(shù),不但有較