开端同轴探头法人体组织介电特性测量影响因素探索及应用研究
发布时间：2021-01-28 17:57
生物组织介电特性是生物组织在外加电磁场的作用下具有的固有属性,生物组织介电特性的变化能够反映组织的一些病理状态的改变。有文献报道恶性组织和正常组织的介电特性普遍存在一定的差异,这给相关临床应用和基础研究提供了理论依据。人体正常及恶性组织介电特性的研究对于肿瘤组织诊断和治疗技术的发展具有重要的潜在价值,而组织介电特性的准确、可靠获取,离不开高精度的测量技术。因此,研究测量方法学中相关影响测量结果的各种因素具有重要意义。开端同轴探头法是大家普遍采用的一种快速、非破坏性测量组织介电特性的方法,然而开端同轴探头法在介电特性实际测量应用中,依然存在许多对测量结果造成干扰的影响因素,因此开展对这些影响因素的探索是非常必要的。开端同轴探头法介电特性测量方法的研究中,探索了输出功率对介电特性测量误差、探头探测深度的影响,以及探头施加在待测物上的压力大小对介电特性测量结果的影响。利用XFDTD电磁仿真软件针对外径3.58 mm和2.2 mm特征阻抗50欧的开端同轴探头建立仿真系统,并在-50 dBm～30 dBm功率范围、50 MHz-4 GHz频率段内对介电特性测量误差与功率的关系、探头探测深度与功率...
【文章来源】：南方医科大学广东省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１相对复介电常数的分解
ＪＤ＝＾＝ｊ＾〇ｅ；Ｅ０ｅ＾Ｊｃ?＝?ｃｒｃＥ?产其中，Ｄ为电位移，＝?８．８５４?ｘｌ〇－１２Ｆ／ｍ为真空介电常数；角频ｗ?＝?２７ｔｆ，／为频率；４?＝?４?—＜为相对复介电常数，４为相对介电＜为损耗因子。Ａ为直流电导。??Ｊｔ?＝?Ｊｄ?＋?Ｊｃ?＝?（ｊｃ〇￡〇￡；?＋?ａｃ）Ｅ〇ｅｊａ）ｔ??＝（］〇）￡〇￡；?＋?ａｃ）Ｅ?＝?０〇）￡〇￡；?＋?（ｃ〇￡〇￡ｒ?＋?ａｃ）］Ｅ由于在测量过程中难以将与＆对损耗造成的贡献分开，〇■?＝?０）￡〇＜＋?（Ｊｃ■定义为总电导率。??当同轴线内传输的电磁波频率低于截止频率／ｅ?＝?２ｃ／Ｖ＾（￡＞?＋?ｃ〇?（线内绝缘层介电常数，ｄ为内导体直径，Ｄ为外导体内径）时，同轴输ＴＥＭ模式的电磁波。??
??到网络分析仪上，计算机则用于网络分析仪的控制和数据处理，如图３－１所示。??本实验中使用了外径３．５８ｍｍ和２．２ｍｍ两种型号的开端同轴探头。探头的终端??面与待测物接触，网路分析仪输出的电磁波信号通过开端同轴探头作用到待测??物上，由于探头和被测物之间的阻抗不匹配，电磁波在待测物中发生反射，该??反射信号经过探头后最终由网络分析仪采集记录。??讣算机??图３－１测量系统示意图。??Ｆｉｇ．?３－１?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ｓｙｓｔｅｍ?ｄｉａｇｒａｍ．??在测量待测物质前需要对系统进行校准，本研宄采用了常用校准的方法，??即采用开路（空气）、短路、去离子水来校准测量系统中参数。具体校准原理及??过程如第二章所述。本研究采用一系列标准液作为被测对象，如甲醇（９９．８％）、??乙醇（９９．８％）、０．９％的生理盐水（溶度为Ｏ．１５３８ｍｏｌ／Ｌ）和去离子水，这些标准??液用于测量系统的校准和可靠性验证。其中去离子水是典型的极性溶液，代表??着高介电常数、低电导率的一类物质。乙醇则代表低介电常数、低电导率的物??质。甲醇也是介电特性测量研究中常用的一种标准液的。因为生理盐水和生物??组织体液比较相似，因此生理盐水常用于验证测量系统在高介电常数、高电导??率测量中的准确性。本研究涉及的实验均在室温下进行。样品的温度由数字温??度计（ａｐｕｈｕａＴＭ－９０２Ｃ）记录
【参考文献】：
期刊论文
[1]甲状腺良性病变组织介电特性研究[J]. 蔡占秀,连波,王小东,季超,邱召运,赵仁宏,牟林凯,史学涛,董秀珍. 生物医学工程与临床. 2017(01)
[2]101例手术切除的结直肠癌组织介电特性的探讨[J]. 王卫卫,厉周,林世明,韩帅,陈妙良,段松,辛学刚,蔡寨. 生物医学工程研究. 2016(04)
[3]应用开端同轴线仪器检测结直肠癌组织和评估肿瘤浸润深度[J]. 王卫卫,蔡寨,韩帅,林世明,陈妙良,厉周,段松,辛学刚. 实用医学杂志. 2016(20)
[4]开端同轴线射频鉴别系统检测的结肠癌组织、癌周正常组织介电常数和电导率比较[J]. 魏珊珊,冯晓创,符芳翔,陈建国,韩帅,辛学刚,厉周. 山东医药. 2016(27)
[5]模拟人体组织介电特性的介电材料研究[J]. 冯健,邓官华,辛学刚. 科学技术与工程. 2015(33)
[6]1MHz-120MHz生物活性组织介电特性测量与分析方法[J]. 张亮,董秀珍,刘培国,史学涛. 中国医学物理学杂志. 2015(01)
[7]人体肺部组织介电特性实验研究[J]. 王洁然,王化祥,徐晓. 中国生物医学工程学报. 2013(02)
[8]大鼠腓肠肌细胞介电谱测量和Cole-Cole数学模型分析[J]. 马青,王力,陈林. 中国生物医学工程学报. 2009(05)
[9]乳腺癌及周围组织电阻抗频谱特性与其病理学特征的研究[J]. 廖琪梅,徐玉乔,董秀珍,付峰,漆家学,陈广生,张聚良,王廷. 生物医学工程与临床. 2008(04)
[10]人血液细胞介电谱的实验研究[J]. 于冬雁,崔湘屏,马青. 生物医学工程学杂志. 2006(06)
硕士论文
[1]肺部组织复阻抗特性研究[D]. 庞珊.天津大学 2014
[2]基于终端开路同轴反射法的高频段生物组织介电特性测量探索[D]. 张亮.国防科学技术大学 2011
本文编号：3005425
【文章来源】：南方医科大学广东省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１相对复介电常数的分解
ＪＤ＝＾＝ｊ＾〇ｅ；Ｅ０ｅ＾Ｊｃ?＝?ｃｒｃＥ?产其中，Ｄ为电位移，＝?８．８５４?ｘｌ〇－１２Ｆ／ｍ为真空介电常数；角频ｗ?＝?２７ｔｆ，／为频率；４?＝?４?—＜为相对复介电常数，４为相对介电＜为损耗因子。Ａ为直流电导。??Ｊｔ?＝?Ｊｄ?＋?Ｊｃ?＝?（ｊｃ〇￡〇￡；?＋?ａｃ）Ｅ〇ｅｊａ）ｔ??＝（］〇）￡〇￡；?＋?ａｃ）Ｅ?＝?０〇）￡〇￡；?＋?（ｃ〇￡〇￡ｒ?＋?ａｃ）］Ｅ由于在测量过程中难以将与＆对损耗造成的贡献分开，〇■?＝?０）￡〇＜＋?（Ｊｃ■定义为总电导率。??当同轴线内传输的电磁波频率低于截止频率／ｅ?＝?２ｃ／Ｖ＾（￡＞?＋?ｃ〇?（线内绝缘层介电常数，ｄ为内导体直径，Ｄ为外导体内径）时，同轴输ＴＥＭ模式的电磁波。??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]甲状腺良性病变组织介电特性研究[J]. 蔡占秀,连波,王小东,季超,邱召运,赵仁宏,牟林凯,史学涛,董秀珍. 生物医学工程与临床. 2017(01)
[2]101例手术切除的结直肠癌组织介电特性的探讨[J]. 王卫卫,厉周,林世明,韩帅,陈妙良,段松,辛学刚,蔡寨. 生物医学工程研究. 2016(04)
[3]应用开端同轴线仪器检测结直肠癌组织和评估肿瘤浸润深度[J]. 王卫卫,蔡寨,韩帅,林世明,陈妙良,厉周,段松,辛学刚. 实用医学杂志. 2016(20)
[4]开端同轴线射频鉴别系统检测的结肠癌组织、癌周正常组织介电常数和电导率比较[J]. 魏珊珊,冯晓创,符芳翔,陈建国,韩帅,辛学刚,厉周. 山东医药. 2016(27)
[5]模拟人体组织介电特性的介电材料研究[J]. 冯健,邓官华,辛学刚. 科学技术与工程. 2015(33)
[6]1MHz-120MHz生物活性组织介电特性测量与分析方法[J]. 张亮,董秀珍,刘培国,史学涛. 中国医学物理学杂志. 2015(01)
[7]人体肺部组织介电特性实验研究[J]. 王洁然,王化祥,徐晓. 中国生物医学工程学报. 2013(02)
[8]大鼠腓肠肌细胞介电谱测量和Cole-Cole数学模型分析[J]. 马青,王力,陈林. 中国生物医学工程学报. 2009(05)
[9]乳腺癌及周围组织电阻抗频谱特性与其病理学特征的研究[J]. 廖琪梅,徐玉乔,董秀珍,付峰,漆家学,陈广生,张聚良,王廷. 生物医学工程与临床. 2008(04)
[10]人血液细胞介电谱的实验研究[J]. 于冬雁,崔湘屏,马青. 生物医学工程学杂志. 2006(06)
硕士论文
[1]肺部组织复阻抗特性研究[D]. 庞珊.天津大学 2014
[2]基于终端开路同轴反射法的高频段生物组织介电特性测量探索[D]. 张亮.国防科学技术大学 2011
本文编号：3005425
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