血管内超声-OCT系统中超声成像技术的研究

摘要

目前我国每年冠心病的死亡人数约100万，而易损斑块的破裂是导致急性冠心病的重要原因。目前，有望获取斑块易损性信息的手段包括血管内超声检查和血管内OCT检查。血管内超声成像深度较高，可以对血管壁的膜层结构以及易损斑块的全貌进行成像，但是其分辨率较低，难以观察到斑块的具体特征，不能有效地识别易损斑块；与之相反，血管内OCT成像分辨率高，可以获得斑块更精细的形态信息，对易损斑块的纤维帽厚度进行测定，但是OCT穿透性较弱，无法对斑块的整体结构进行评估。 针对上述问题，本文将血管内超声与血管内 OCT 技术相结合，旨在实现对血管内血栓与斑块的早期检查。本文的主要内容如下： 1. 学习了血管内超声-OCT成像系统方案，完成了功能模块划分； 2. 研制了一种“背靠背”的超声-OCT 探头，实现了对血管内同一截面的实时成像； 3. 设计研制了近端驱动模块，实现了血管内超声-OCT探头的旋转控制和信号耦合； 4. 设计完成了超声成像系统电路，包括超声发射与接收电路和信号调理电路，实现了超声信号的发射、接收以及预处理功能； 5. 编写完成超声回波信号处理算法，实现了提取超声回波信号的包络、修改超声探测深度以及压缩超声回波信号位数，得到适合显示的灰度像素数据。 6. 设计完成了血管内超声-OCT系统通讯接口，包括接口协议、硬件电路以及软件开发，实现了上传超声图像以及下传控制参数的功能； 7. 搭建了超声-OCT成像实验平台，对血管组织仿真样品成像，验证了血管内超声-OCT系统的可行性与稳定性。

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