超材料太赫兹传感器及其在肺癌诊断中的应用

发布时间：2021-07-04 20:02

　　太赫兹波具有安全性好、穿透性强和物质识别的指纹谱等优良特性,在安全检查、物质鉴别和生物医学等领域有重要应用。超材料也叫人工电磁材料,它具有天然材料不具有的特异电磁特性。超材料太赫兹传感器对周围介电环境的改变十分敏感,属于无标记亲和型传感器。当前,超材料太赫兹传感器在生物医学领域的研究成为太赫兹和医学领域的研究热点。本论文重点研究超材料太赫兹传感器及其在肺癌早期发现和诊断中的应用,主要内容如下:一、超材料太赫兹传感器的理论研究。研究超材料太赫兹传感器的基本理论、结构设计方法、传感特性及性能指标。二、设计了欧姆环型和开口环型两种超材料太赫兹传感器。欧姆环型传感器有两个谐振峰,对待测物的折射率变化敏感,但对厚度变化不太敏感。开口环型传感器只有一个谐振峰,对待测物的折射率和厚度变化都比较敏感。三、利用前期加工的欧姆环型超材料太赫兹双带传感器,进行了肺癌诊断实验研究。实验中,本文提出将组织样本覆盖在传感器表面,通过传感器谐振频率的频移量来鉴别癌变组织与正常组织。实验结果发现:在低频区域,癌变组织引起了31GHz的红移,而正常组织仅产生19GHz的红移;在高频区域,癌变组织引起了15GHz的红移,... 

【文章来源】：桂林电子科技大学广西壮族自治区

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    §1.1 课题研究意义与背景
    §1.2 太赫兹技术简介
    §1.3 现有的癌症诊断方法
    §1.4 论文主要内容及安排
第二章 超材料太赫兹传感器的基本原理
    §2.1 超材料概念及相关理论
        §2.1.1 超材料概念
        §2.1.2 超材料的相关理论
    §2.2 超材料太赫兹传感器的研究现状
    §2.3 超材料太赫兹传感器的传感原理
    §2.4 超材料太赫兹传感器的性能指标
    §2.5 本章小结
第三章 超材料太赫兹传感器设计
    §3.1 引言
    §3.2 欧姆型超材料太赫兹双带传感器
        §3.2.1 仿真建模
        §3.2.2 偏振敏感性
        §3.2.3 传感器的传感性能分析
            §3.2.3.1 待测物质折射率对传感器灵敏度的影响
            §3.2.3.2 待测物质厚度对传感器灵敏度的影响
    §3.3 开口环型超材料太赫兹传感器
        §3.3.1 仿真建模
        §3.3.2 传感器的传感性能分析
            §3.3.2.1 待测物质折射率对传感器灵敏度的影响
            §3.3.2.2 待测物质厚度对传感器灵敏度的影响
    §3.4 本章小结
第四章 基于欧姆环型超材料太赫兹传感器的肺癌诊断实验研究
    §4.1 引言
    §4.2 Z-3 型太赫兹时域光谱系统简介
    §4.3 肺癌样本获取及实验步骤
        §4.3.1 肺癌样本获取及实验方案
        §4.3.2 实验步骤
    §4.4 实验结果与讨论
        §4.4.1 无传感器的时域谱和频域谱
        §4.4.2 癌变组织与正常组织的折射率及吸收系数
        §4.4.3 有传感器时的时域谱和频域谱
    §4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    §5.1 总结
    §5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]肺癌早期诊断方法的研究进展[J]. 董友玲,高红梅,陈文丽,邹芬芳,宋瑞珍,张亚娟,张健鹏.  中华灾害救援医学. 2017(01)
[2]血清NSE、ProGRP和LDH在小细胞肺癌诊断治疗中的作用[J]. 彭彦,王燕,李峻岭,郝学志,胡兴胜.  中国肺癌杂志. 2016(09)
[3]早期原发性肺癌诊断和治疗进展[J]. 支修益,姜格宁.  中国医学前沿杂志(电子版). 2015(02)
[4]太赫兹波段超材料在生物传感器的应用研究进展[J]. 闫昕,张兴坊,梁兰菊,姚建铨.  光谱学与光谱分析. 2014(09)
[5]肺癌的流行病学及治疗现状[J]. 姚晓军,刘伦旭.  现代肿瘤医学. 2014(08)
[6]肺癌的预防、治疗及研究[J]. 吕雷.  世界科学. 2014(04)
[7]肺癌早期诊断的研究进展[J]. 胡海洋,林之峰,林强.  现代生物医学进展. 2013(14)
[8]肺癌诊断水平的现状与进展[J]. 杨德昌,杨拴盈.  中华结核和呼吸杂志. 2001(08)



本文编号：3265444