基于超高速摄影技术的超声场中微泡行为分析系统和方法

摘要

本发明公开了一种了基于超高速摄影技术的生物医学超声场(包括医学诊断、控制药物释放、声化学反应、加热治疗、超声碎石以及高强度聚焦超声场)中微泡(空化微泡和造影微泡)行为分析的系统和方法。具体包括：提出了用于观察超声场中微泡群的超高速摄影系统以及用于观察单个微泡的显微超高速摄影系统；给出了分析微泡在自由场、组织附近、微管内行为的方法；并在对微泡群分析的基础上提出了控制微泡群产生和破裂的方法，在获得的单个微泡高速摄影图像的基础上提出了微泡应变估计的方法。

主权项

一种基于超高速摄影技术的超声场中微泡群行为分析系统，其特征在于，该系统由声学子系统和光学子系统构成；所述的声学子系统包括双通道任意波形发生器、功率放大器、超声换能器和三维调节装置；双通道任意波形发生器的一个通道与所述功率放大器相连接，用于给置于玻璃水槽中的超声换能器提供激励信号，双通道任意波形发生器的另一个通道和光学子系统中的超高速摄影机相连，作为光学子系统中的超高速摄影机的触发信号；通过调整这两个通道信号的延时，能够控制声场发射与拍摄的相对时间间隔，进而实现对整个系统的时序控制；三维调节装置，用于控制放入声场内的组织夹持装置或流动控制装置观察目标的位置；光学子系统由超高速摄影机、光源控制器、闪光光源组成；超高速摄影机通过光源控制器与闪光光源连接，闪光光源置于玻璃水槽的上方，将超声场观察区域置于超高速摄影机视野内；其中：超高速摄影机，其镜头为普通照相机镜头，用于提供超声场中微泡的图像，该超高速摄影机能够提供7幅分帧图像和1幅条纹图像，条纹成像通道能够提供随时间/空间变化的图像序列；图像采集最大帧频为108f/s，且图像之间的时间间隔在允许范围内任意可调；超高速摄影机和PC机相连，PC机内有支持超高速摄影机的控制软件，用于完成图像采集与控制、图像处理和分析。