用光声技术测量生物组织及组织等效材料粘弹参数的研究

来源 :华南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rechardfeng
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
光声技术是利用“光吸收——产生光声信号——超声波检测”的一种新型的无损伤检测技术。生物组织内激发的光声信号反映了组织对光吸收的差异、组织代谢的差异和病变特征,所以,用光声技术对组织进行无损伤检测是医学诊断和治疗的有效手段。光声方法可望发展成一种新的无损、实时、原位、活体、灵敏度高、重复性好和适用性广的检测方法。本文的主要工作围绕光声技术应用于测量生物组织及等效组织粘弹特性来描述生物组织力学性质这一方面展开,做了如下一些工作: 第一:本文首先介绍光声技术应用于测量组织粘弹特性的研究意义、目前现有的其它测量生物组织粘弹性的方法和本文的主要研究工作。 第二:本文介绍了光声技术的特点;光声波反射、透射和穿过中间层的能量分配理论。 第三:本文介绍了粘弹性一般理论和生物组织的粘弹性理论以及光声波在粘弹性介质中的粘滞性衰减理论。 第四:本文研究了一种用光声技术测量软骨模拟物的粘弹特性的一种新方法。即用脉冲激光在生物组织中激发出光声信号(应力波),从光声信号的振幅弛豫特性曲线中测量出应力波的弛豫时间,根据粘弹性理论,该弛豫时间就等于生物组织的粘弹比。用该方法测量Kelvin-Voigt模型的模拟软骨组织的粘弹比与用流变仪测量的结果完全一致,符合率达到97%。进而用光声方法首次测量出Maxwell模型的生物组织的粘弹比。通过理论分析与实验结果可得出结论:该方法只与被测物的声阻抗有关,而与它的状态无关,因此该方法可用于任意生物组织粘弹特性的测量。 第五:光声技术首次对细胞层次的粘弹特性测量进行了研究。本文用光声技术测量出了红细胞在正常对照组和浓度0.015%戊二醛孵育一小时后的粘弹比的差异,进一步计算出各自的粘性系数和刚性系数;并与传统的血液流变仪进行比较。实验结果表明:红细胞的松弛过程呈指数衰减形式,这与理论分析是吻合的;正常对照组红细胞的驰豫时间与处理过的红细胞的驰豫时间明显可分;计算出各自的粘性和弹性值变化趋势与血液流变仪测量结果相符。说明了光声技术测量细胞层次粘弹系数的可行性和正确性。光声方法可实现对活细胞在各种生理生化或病理条件变化的情况下实行实时跟踪监测,将对细胞生物力学的发展起到重要的作用。
其他文献
超导电性自1911年被发现之初,就以其零电阻率、完全抗磁性等奇特的性质吸引了全球范围内研究者的注意,对它的研究涉及凝聚态、低温、材料、应用等领域,高潮迭起,经久不衰。对超导
高温超导薄膜在微波频段表面电阻小于1mΩ,最低可达几十μΩ,比正常金属低1~3个数量级的表面电阻,正是由于这个特点,高温超导滤波器与传统的微波滤波器相比具有带内插损小、带边陡
超快光学作为一个快速发展的领域,在科研、工业、信息、医疗等领域都有很重要的应用,例如超快光学现象研究、超快事件测量、电子通信、医学成像等。目前超快光学受到越来越广泛
基因点突变检测是分子生物学领域的一个重要话题。传统的点突变分析中常采用放射性元素、荧光色素以及酶标记等基因探针,这些探针都存在着如环境污染,光漂白及容易降解等不足之
自1988年在Fe/Cr多层膜中发现巨磁电阻(GMR)效应以来,由于其内在的物理机制和广泛的应用背景一直吸引着人们的注意。大量的研究表明,磁性金属多层膜的磁、电输运性质与其微结构
期刊
期刊
本文介绍了利用飞秒激光脉冲在玻璃中制备微流控芯片元件的实验工作,具体内容如下: 微腔是微流控芯片的基本组成元件之一,传统的制备方法基于微电子学的平版光刻技术。我们发
晶体的生长是材料制备的关键技术之一,在晶体生长中,成核行为和生长过程在很大程度上影响了晶体的物理性质。对成核和生长过程的深刻理解和精确控制对于材料科学是至关重要的。
量子色动力学是描述夸克胶子之间强相互作用的基本理论,夸克是强子的基本组成成分。格点量子色动力学的计算表明,在高温、低重子数密度的条件下,夸克会从强子中解禁闭出来从而形