摘要光声成像技术是以光声效应为基础的一种成像技术，它具备了光学声学两种成像方式的双重优点。目前生物组织中的时域光声成像重构算法主要有延迟求和算法和反投影 算法两种，本文通过两种算法的成像特点分析比较，发现了延迟求和算法重构图像较为 光滑，可得到更多地组织内部的信息；而反投影算法重构图像边缘信息则更为明确。这 为我们在实际成像操作中的算法选择提供了参考。但在实际应用中，时域成像所使用的 脉冲激光体积大、峰值频率高、成本高，因此应用受到了限制。为克服这一缺点，文中 又提出了一种基于频域的图像重构算法，在此算法中利用连续激光照射产生光声信号， 这种方法或许在未来应用中能够克服时域成像的应用限制。79554

毕业论文关键词 光声断层成像 光声显微成像 图像反演重构

毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要

Title The realization of Photoacoustic Tomography and Photoacoustic Microscopy

Abstract Photoacoustic Imaging(PA) based on the photoacoustic effect combines both advantages of optical and ultrasonic imaging。 Now the reconstructionalgorithms of Photoacoustic Imaging named Delay and Sum algorithm and back-projection respectively have been widely used in imaging of medicine and biology。 In this particle, we make a comparison between the two methods and found that the imaging used Delay and Sum algorithm is more flat and the imaging used back-projection has apparent information of the boundary of the tissues。 Expensive and bulky with high peak fluence power may provide shortcomings of PA imaging in medicine and biology。 Then we propose an algorithm based on frequency-domain which using the continuous laser may overcome the previous limitations。

Keywords Photoacoustic tomography Photoacoustic microscopy Reconstruction of imaging

本科毕业设计说明书 第 I 页

目 次

1 引言1 

1。1 研究背景 。。 1 

1。2 国内外研究进展 。。 2 

1。3 研究意义 。。 3 

2 光声成像原理 。 4 

2。1 光声显微成像 。 4 

2。2 光声断层成像 。 5 

2。3 光声内窥成像 。 7 

3 光声显微成像实现 。 8 

3。1 光声显微成像 。 8 

3。1 光声显微成像模拟8 

3。1 光声显微成像光路设计 。。 9 

4 光声断层成像实现11 

4。1 光声断层时域成像 。。 11 

4。1。1 光声断层时域成像算法分析 。。 11 

4。1。2 光声断层时域成像 Comsol 模拟设计 。 14 

4。1。1 光声断层时域成像 Comsol 模拟结果反演15 

第 II页 本科毕业设计说明书

4。2 频域光声成像18 

4。1。1 频域光声成像算法分析18 

4。1。2 频域光声成像 Comsol 模拟设计 。。 20 

4。1。1 频域光声成像 Comsol 模拟结果反演 。 20 结论 。 22 

致谢 。 23 

参考文献24 

1 引言

1。1 研究背景

在医学诊断和治疗方面，为了寻求高效率、高灵敏度和低成本的成像要求，非侵入式光学 成像模式成为长期以来的研究热点，光声成像是一种非电离式和非侵入式的复合成像技术， 该技术以光声效应产生的光声信号为成像参数，得到物体的二维截面图像或三维图像。光声 效应指的是当周期性激光（脉冲或连续调制）照射到物体表面上时，物体吸收光能量，之后 温度上升，由于热胀冷缩效应引起物体表面幅度变化，即引起轻微振动从而产生声波，由此 导致产生的声信号称为光声信号[1]。产生的光声信号的频率、强度、相位与照射激光和物体 自身性质都有关系，因而利用光声信号可以得到物体的某些性质，对这些性质进行反演从而 可以得到物体的断层或三维图像。