ISM频段仿生组织胶及病灶成像方法研究
发布时间：2021-01-13 17:31
本文以乳腺癌的检测为背景,介绍了一种基于共焦成像的新型微波成像方法用于肿瘤检测,并以仿生组织胶及氧化铁纳米颗粒模拟正常的人体组织和肿瘤组织进行成像实验,通过对实际成像结果及分辨率进行分析从而验证新型成像方法的可行性,对于肿瘤的检测定位效果以及对于医学影像发展的积极意义。乳腺癌的发病率逐年增加且越来越低龄化,严重威胁着女性的生命健康。临床资料证明,乳腺癌发现的越早,患者的存活率越高。常见的肿瘤诊断方式均存在一定的局限性。X射线成像存在假阴性或假阳性结果导致漏诊和不必要的活检,检查过程也让患者痛苦不堪且存在电离辐射的致癌风险。超声波成像由于肿瘤组织与正常组织的声学对比度低,导致成像效果差且容易在组织边界处出现伪影。核磁共振成像的敏感度不是很好,对于乳房肿瘤组织的区分度不理想,且检测费用昂贵。而微波成像技术是利用电磁波的衰减和散射等性质,基于正常组织与肿瘤组织之间的电磁特性差异进行检测,不存在电离辐射危害而且检测成本不高,非侵入性因此不会对患者造成痛苦,所以在肿瘤检测领域尤其是乳腺癌的检测方向得以快速发展。用于人体检测时出于安全性考虑频率一般低于5GHz,而对微波成像来说频率越低,成像的分辨...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
X-射线检测仪
[10]。常见的超声波诊断仪如图 1.2 所示。图1.2 超声波诊断仪1.2.3 核磁共振成像核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)[11]是一种基于放射学的肿瘤成像检测技术，用于显示详细的人体内部结构。其原理是利用核磁共振特性进行成像，将患者置于强大的磁体内，产生的静电场倾向于对准体内原子核的磁化方向，然后向射频磁场发射短脉冲，改变其磁化方向，在脉冲发射停止之后，旋转的核磁矩朝向先前的对准方向，对辐射场进行检测，从而得到人体扫描图像。其优点在于成像分辨率小于 1mm，且能表征组织的化学成分，没有电离辐射危害。MRI 能够产生详细的组织结构横断面图像，提供非常好的软组织之间的对比。乳房组织（脂肪、腺组织、病变等）之间的对比度取决于水中氢原子和脂肪的流动性及磁性环境，这些氢原子和脂肪构成的测量信号决定了图像中组织的亮度[12]。然而在很多情况下
像的设备造价昂贵，患者检测的费用很高，因此也无法成为常规的检测方式来检测乳腺癌。常见的核磁共振成像仪如图 1.3 所示。图1.3 核磁共振成像检测仪1.3 微波成像技术微波成像技术的发展经历了几个阶段，从电磁学理论到微波技术，逐渐发展为微波成像技术，并慢慢地应用到医学成像领域。1.3.1 微波技术的发展和应用自从 Maxwell 建立了经典的麦克斯韦方程组，并且预言了电磁波存在以来，电磁场与电磁波开始引起物理学家的关注。赫兹对于电磁波存在的实验证明成为微波技术开始的标志，电磁场与电磁波渐渐地从理论开始走向应用，并开始进入人们的生活。微波技术在最开始的应用都是在军事上，主要是雷达和通信方面使用的最多，尤其是第二次世界大战的推动，更是将微波技术的发展推向了一定程度。电磁学与生物医学的结合使得生物电磁学作为一门新的交叉学科出现，将电磁场与生物系统关联起来
【参考文献】：
期刊论文
[1]太赫兹技术在医疗领域的研究现状与应用前景[J]. 孙美玉,祁峰,雷静,李玉峰. 中国医疗设备. 2018(07)
[2]X射线荧光CT成像技术最新进展[J]. 陈珈佑,张思远,方伟,李亮. 中国体视学与图像分析. 2018(01)
[3]电磁波在磁化等离子体中传输机理研究[J]. 李力,吴寒,马修泉. 航空制造技术. 2017(20)
[4]一种乳腺癌检测的改进微波共焦成像方法[J]. 刘广东. 计算物理. 2017(01)
[5]分布式电磁频谱自动监测系统研制[J]. 刘红飞,张伟军,孙冠伦,叶卫勇,王剑. 计算机测量与控制. 2016(11)
[6]生物组织介电特性测量研究进展[J]. 曾海萍,韩继钧,辛学刚. 中国医疗设备. 2016(05)
[7]乳腺癌患者预后的相关因素分析[J]. 罗年安,董瑞,屈亚琦,李人立,张洪科. 现代生物医学进展. 2015(26)
[8]S波段微波热致超声成像系统研究[J]. 杜劲松,高扬,毕欣,齐伟智,黄林,荣健. 物理学报. 2015(03)
[9]分子成像技术的研究进展[J]. 陈铨,张永学. 国际放射医学核医学杂志. 2011 (05)
[10]冲激脉冲辐射天线在生物组织中聚焦特性的仿真分析[J]. 秦延山,姚陈果,孙才新,李成祥,米彦. 高电压技术. 2011(07)
硕士论文
[1]氧化铁纳米复合材料的合成及其在生物医学领域的应用[D]. 胡亚云.苏州大学 2018
[2]基于色散算法的超宽带微波肿瘤检测技术研究[D]. 庞秀立.西安电子科技大学 2013
[3]微波热致超声成像及其在乳腺癌检测中的应用研究[D]. 龚伟.电子科技大学 2010
[4]利用共焦成像技术检测早期乳腺肿瘤[D]. 范尊.天津大学 2009
[5]基于半球状乳房模型的超宽带微波早期乳腺癌检测成像方案研究[D]. 周蓓蓓.江苏大学 2005
本文编号：2975276
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
X-射线检测仪
[10]。常见的超声波诊断仪如图 1.2 所示。图1.2 超声波诊断仪1.2.3 核磁共振成像核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)[11]是一种基于放射学的肿瘤成像检测技术，用于显示详细的人体内部结构。其原理是利用核磁共振特性进行成像，将患者置于强大的磁体内，产生的静电场倾向于对准体内原子核的磁化方向，然后向射频磁场发射短脉冲，改变其磁化方向，在脉冲发射停止之后，旋转的核磁矩朝向先前的对准方向，对辐射场进行检测，从而得到人体扫描图像。其优点在于成像分辨率小于 1mm，且能表征组织的化学成分，没有电离辐射危害。MRI 能够产生详细的组织结构横断面图像，提供非常好的软组织之间的对比。乳房组织（脂肪、腺组织、病变等）之间的对比度取决于水中氢原子和脂肪的流动性及磁性环境，这些氢原子和脂肪构成的测量信号决定了图像中组织的亮度[12]。然而在很多情况下
像的设备造价昂贵，患者检测的费用很高，因此也无法成为常规的检测方式来检测乳腺癌。常见的核磁共振成像仪如图 1.3 所示。图1.3 核磁共振成像检测仪1.3 微波成像技术微波成像技术的发展经历了几个阶段，从电磁学理论到微波技术，逐渐发展为微波成像技术，并慢慢地应用到医学成像领域。1.3.1 微波技术的发展和应用自从 Maxwell 建立了经典的麦克斯韦方程组，并且预言了电磁波存在以来，电磁场与电磁波开始引起物理学家的关注。赫兹对于电磁波存在的实验证明成为微波技术开始的标志，电磁场与电磁波渐渐地从理论开始走向应用，并开始进入人们的生活。微波技术在最开始的应用都是在军事上，主要是雷达和通信方面使用的最多，尤其是第二次世界大战的推动，更是将微波技术的发展推向了一定程度。电磁学与生物医学的结合使得生物电磁学作为一门新的交叉学科出现，将电磁场与生物系统关联起来
【参考文献】：
期刊论文
[1]太赫兹技术在医疗领域的研究现状与应用前景[J]. 孙美玉,祁峰,雷静,李玉峰. 中国医疗设备. 2018(07)
[2]X射线荧光CT成像技术最新进展[J]. 陈珈佑,张思远,方伟,李亮. 中国体视学与图像分析. 2018(01)
[3]电磁波在磁化等离子体中传输机理研究[J]. 李力,吴寒,马修泉. 航空制造技术. 2017(20)
[4]一种乳腺癌检测的改进微波共焦成像方法[J]. 刘广东. 计算物理. 2017(01)
[5]分布式电磁频谱自动监测系统研制[J]. 刘红飞,张伟军,孙冠伦,叶卫勇,王剑. 计算机测量与控制. 2016(11)
[6]生物组织介电特性测量研究进展[J]. 曾海萍,韩继钧,辛学刚. 中国医疗设备. 2016(05)
[7]乳腺癌患者预后的相关因素分析[J]. 罗年安,董瑞,屈亚琦,李人立,张洪科. 现代生物医学进展. 2015(26)
[8]S波段微波热致超声成像系统研究[J]. 杜劲松,高扬,毕欣,齐伟智,黄林,荣健. 物理学报. 2015(03)
[9]分子成像技术的研究进展[J]. 陈铨,张永学. 国际放射医学核医学杂志. 2011 (05)
[10]冲激脉冲辐射天线在生物组织中聚焦特性的仿真分析[J]. 秦延山,姚陈果,孙才新,李成祥,米彦. 高电压技术. 2011(07)
硕士论文
[1]氧化铁纳米复合材料的合成及其在生物医学领域的应用[D]. 胡亚云.苏州大学 2018
[2]基于色散算法的超宽带微波肿瘤检测技术研究[D]. 庞秀立.西安电子科技大学 2013
[3]微波热致超声成像及其在乳腺癌检测中的应用研究[D]. 龚伟.电子科技大学 2010
[4]利用共焦成像技术检测早期乳腺肿瘤[D]. 范尊.天津大学 2009
[5]基于半球状乳房模型的超宽带微波早期乳腺癌检测成像方案研究[D]. 周蓓蓓.江苏大学 2005
本文编号：2975276
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