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(jìn)行物質(zhì)交換的場所,而流速是表征血管性能的一個(gè)重要參數(shù),微血管或周圍組織的病變會(huì)導(dǎo)致血流發(fā)生變化。微血管的流速測量和成像對(duì)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng),在測量

2、低流速時(shí),獲得的多普勒信號(hào)不只來自于流動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(diǎn),有很高的光學(xué)對(duì)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(jì)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(hào)與參考信號(hào)混頻運(yùn)算得到光聲多普勒頻移信號(hào),然后對(duì)其進(jìn)行快速傅里葉變換得到多普勒頻移,進(jìn)而計(jì)算出平均流速;為了驗(yàn)證流速與超聲探頭的夾角(多普勒角度)對(duì)多普勒頻移的影響,以豐富和補(bǔ)充光聲多普勒理論,對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)做了改進(jìn),利用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)超聲探頭的旋轉(zhuǎn),完成了對(duì)多普勒角度的掃描。
　　實(shí)驗(yàn)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