论文部分内容阅读
光声技术是一种新型无损的生物医学检测技术，它利用脉冲激光作为激发源照射到生物组织上，使其吸收光能产生超声波，再利用探测器接收超声波。因此光声成像技术结合了纯光学检测和纯声学检测的优点，可以进行高分辨率和高对比度的组织成像以及功能检测。
血氧饱和度在临床诊断中是一个重要的生理指标，其反映了机体的供氧能力。以往传统的功能指标检测方法，多局限于有损检测，或者检测的分辨率不高，不能提供有效的对特定位置的血氧指标的监测能力。本研究工作利用多波长光声监测方法检测血氧饱和度，其高对比度、高分辨率的特性可以无损的获得详细的血氧饱和度的变化情况以及在血管网络内的分布信息。研究从确定光声计算血氧饱和度算法和系统搭建开始。其基本原理是，由于血液中的主要成分——脱氧血红蛋白(Hb)和氧合血红蛋白(HbO2)对于不同波长的光吸收系数的不同，因此由不同波长的激光激发获得的光声信号不同。再对得到的光声信号、图像进行处理、计算，从而获得血氧饱和度的数值；接着由模拟样品和离体血样品的实验验证了多波长光声双环系统在血氧饱和度检测中的精准度；然后通过改变呼吸器提供的吸入气体的方法调控实验用新西兰白兔的血氧饱和度，同时利用多波长光声检测系统分别监测其动脉以及静脉血氧饱和度的变化；另外，利用电脑控制的扫描系统，光声多波长系统还可以对血氧饱和度的分布进行成像，图像化的演示血氧饱和度的分布情况。
另外，多波长光声检测技术可拓展应用到其他方面。本论文中，利用一种外源造影剂indocyanine green(ICG，吲哚青绿)在肿瘤中的药代动力学特性，进行肿瘤检测。根据ICG和血红蛋白的吸收差异，利用532nm和800nm的激光，分别对于肿瘤区域血管形态和ICG代谢成像。从而做到多参数光声肿瘤检测。