摘要
脑疾病已经成为全世界面临的重大健康问题，包括美国、加拿大、日本、韩国和澳大利亚在内的众多发达国家都提出了自己的脑研究计划，中国也将脑科学与类脑研究纳入了“十三五”规划纲要。充分认识大脑是治疗脑疾病的第一步，而脑成像技术是认识大脑的宝贵工具，它为展示大脑结构、研究大脑的认知机制、观察大脑的动态变化以及分析诊断大脑疾病等方向提供了可靠依据。 已经成熟的脑成像技术存在诸多限制，对准确认识大脑结构、全面的反应脑功能区域的状态有一定的局限性。传统超声成像技术由于帧频不高，信号采样点不够，无法对脑血流微细血管成像，而基于多角度平面波复合的超声成像技术具有较高的时空分辨率(～100μm，1ms)，其高帧频允许其对脑部微小血管慢性血流进行功率多普勒成像，准确显示病灶，此外，利用超声脑功能成像技术还能捕捉脑部的瞬时变化，从而帮助研究大脑活动中的各个功能区存在的功能和效能上的链接。本文搭建了脑血流功率多普勒采集平台，并通过Field_Ⅱ声场仿真、仿体血管和在体小动物实验确定了平面波发射序列中所用于复合的平面波个数，最大平面波偏转角度数这两个重要参数的最优取值。通过脑血流功率多普勒成像算法成功获取在体小动物与灵长类动物的功率多普勒图像，并设计了大鼠胡须刺激、灵长类动物视觉刺激等脑功能实验，利用超声血流检测得到了相应大鼠与灵长类动物初级躯体感知皮层和视觉皮层的相应脑功能变化。 虽然基于多角度平面波复合的脑成像技术可以达到很高的时空分辨率，但颅骨对超声有很强的衰减作用，导致在有颅骨的情况下超声的穿透性变差，无法区分脑血流信号与噪声信号。本文利用双聚焦测厚方法，对大鼠颅骨进行测厚，实验显示该方法可以测出颅骨厚度，这为之后的超声穿颅成像补偿奠定了基础。
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