基于光学相干层析成像的鸡胚心脏血流动力学参数测量

发布时间：2017-06-03 14:23

  本文关键词：基于光学相干层析成像的鸡胚心脏血流动力学参数测量，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：不同组织器官的功能参数可以反映出生物组织的内部代谢特征,故在医学上常常利用生物组织的一些参数信息为疾病的早期诊断提供参考依据。本文通过将光谱光学相干层析成像(OCT)技术与多普勒流速测量技术相结合,同时获得生物组织的结构图像和血流速度分布,以此为基础针对早期鸡胚心脏的血流动力学参数进行测量研究,主要包括血流绝对速度、心肌径向应变及血流剪切力。本文搭建了快速高分辨率的光谱OCT成像系统,包括：基于2×2光纤耦合器(10/90)的干涉光路；采用超辐射发光二极管(SLD)作为宽带光源,中心波长为1312.5nm,带宽为52nm；样品臂采用2D光学扫描振镜进行偏转式横向扫描；数据采集部分是由超快速线阵CCD相机和1145线/mm衍射光栅组成的光谱仪,并通过图像采集卡将光谱数据传输给计算机。根据相位相关流速测量的需要,对硬件系统进行了改进。用92K线/秒的超快速相机代替了原有的47K线/秒的相机,提高了流速测量范围。为适应快速采集的需要,对软件系统进行了适当的改进。在探测单元,采用长焦距透镜,提高了光谱分辨率,增加了系统的理论探测深度,从而增加了感兴趣区域成像的对比度。应用所搭建的光谱OCT成像系统对早期鸡胚心脏进行结构成像,测量了相关血流动力学参数。将光谱OCT成像技术与多普勒流速测量技术相结合,通过计算相邻两线像素间的相位差,可以得到流动粒子运动的投影速度。以此为基础,结合图像处理提出血流绝对速度的测量方法,并进行实验验证及结果分析。根据早期鸡胚心脏血液流出道(OFT)血管壁厚度与径向应变之间的关系,测量了OFT的径向应变,并比较了正常的OFT和捆绑后的OFT应变变化情况。在假设血液近似为牛顿流体的前提下,血流剪切力与血流速度梯度成正比例关系,研究了血流剪切力测量的可行性方法。综上所述,我们搭建了一套快速高分辨率的光谱OCT成像系统,该系统具有成像速度快、分辨率高及测量范围大等优点。完成了绝对流速、径向应变等鸡胚心脏血流动力学基本参数测量,为后续的鸡胚心脏发育研究打下了基础。
【关键词】：光谱光学相干层析成像 血流绝对速度 心肌径向应变 血流剪切力
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.04
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题研究的意义与背景10-12
• 1.2 OCT的分类及优点12-14
• 1.2.1 OCT的分类12-13
• 1.2.2 OCT的优点13-14
• 1.3 OCT的发展现状及应用14-16
• 1.3.1 OCT的发展现状14-15
• 1.3.2 OCT的应用15-16
• 1.4 课题研究的主要内容16-18
• 第2章 光学相干层析成像的理论研究18-30
• 2.1 生物组织光学成像基础18-20
• 2.1.1 光与生物组织的相互作用18-19
• 2.1.2 光在生物组织中传播的类型19-20
• 2.2 光谱OCT成像理论20-23
• 2.2.1 低相干干涉技术20-22
• 2.2.2 共焦显微技术22-23
• 2.3 光谱OCT的信号23-25
• 2.4 多普勒OCT25-29
• 2.4.1 几种测速方法的比较26-27
• 2.4.2 多普勒OCT的原理27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 光谱OCT成像系统设计30-44
• 3.1 光谱OCT系统光路设计30-35
• 3.1.1 干涉光路31-32
• 3.1.2 扫描方式32-35
• 3.2 光源选择35-37
• 3.3 信号检测单元37-40
• 3.3.1 衍射光栅37-39
• 3.3.2 超快速线阵CCD相机39-40
• 3.4 信号采集控制40-42
• 3.5 本章小结42-44
• 第4章 基于多普勒OCT技术的鸡胚心脏血流动力学参数测量44-68
• 4.1 实验样品制备44-45
• 4.2 早期鸡胚心脏的血流绝对速度测量45-54
• 4.2.1 基本理论45-47
• 4.2.2 测量方法47-54
• 4.3 早期鸡胚心脏血液流出道的径向应变测量54-60
• 4.3.1 测量意义54-55
• 4.3.2 测量方法55-60
• 4.4 早期鸡胚心脏血液流出道捆绑后的径向应变测量60-64
• 4.5 早期鸡胚心脏血液流出道的血流剪切力测量64-66
• 4.6 本章小结66-68
• 第5章 总结与展望68-72
• 5.1 总结68-69
• 5.1.1 本文完成主要工作68-69
• 5.1.2 本文主要创新点69
• 5.2 展望69-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-78
• 攻读硕士期间发表的论文78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 丁志华;吴彤;孟婕;王凯;杨亚良;王玲;吴兰;刘旭;;从光学相干层析成像到光学频域成像[J];激光与光电子学进展;2009年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王佳佳;OCT扫描方法及装置的研究[D];天津大学;2008年

  本文关键词：基于光学相干层析成像的鸡胚心脏血流动力学参数测量，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：418418