超宽带微波检测乳腺肿瘤频谱分析及全相位方法的应用

摘要

乳腺癌是一种严重危害女性身体健康的恶性肿瘤,在某些地区已经跃升为妇女肿瘤疾病发病率的首位。乳腺癌的早期诊断和治疗能有效提高患者生存率,减少死亡。超宽带微波技术作为一种新颖的检测手段被提出来,它基于人体组织中正常乳腺组织与乳腺肿瘤组织之间存在巨大的电特性差的原理在微波频段下得到乳房肿瘤信息并成像。超宽带技术克服了传统检测手段设备造价昂贵、分辨率低、误检率高等缺点,非常适合应用于乳腺癌的早期普检。由于超宽带微波具有丰富的频率分量,使它既具有较高的分辨率,又拥有很强的穿透性,这个特点使超宽带微波接收信号里包含着乳房各个正常组织和肿瘤的信息。因此,对超宽带微波检测乳腺肿瘤的接收信号进行快速傅里叶变换获取接收信号频谱,乳房正常组织和肿瘤组织特性的改变就会在接收信号的频谱特性中反映出来。
　　本文首先建立了二维平面乳房模型,通过FDTD算法迭代得到包含乳房组织信息接收信号。对接收信号进行全相位FFT变换,分别加入高斯白噪声和多径噪声,设计全相位滤波器并进行滤波,比较了不同噪声下滤波后的重构图并进行了分析。在本文中,通过改变模型各组织层,对比接收信号频谱,发现皮肤层对超宽带微波衰减最大。重点研究了经有肿瘤信号减去无肿瘤信号并进行FFT变换后得到的肿瘤信号频谱,改变并观察肿瘤介电常数、电导率、肿瘤大小对肿瘤频谱的影响,结果表明在3-4GHz频段范围内频谱幅度的高低能够反映肿瘤尺寸的大小,两者之间存在着紧密的关系。

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第一章 绪论

1.1 乳腺癌介绍

1.2 早期乳腺癌的分类和生存率

1.3 早期乳腺癌的检测方法

1.4 超宽带微波成像

1.5 国内外研究历程

1.6 论文内容安排

第二章 全相位谱分析与滤波技术

2.1 全相位FFT预处理

2.2 全相位频谱分析

2.3 全相位滤波器

第三章 全相位方法在早期乳腺癌肿瘤信号的处理的应用

3.1 乳房组织理论模型构建和FDTD方法

3.2 全相位FFT处理后的信号频谱

3.3 噪声选择和全相位滤波

第四章 肿瘤信号频谱波形影响因素

4.1 超宽带频域方法处理介绍

4.2 电磁波在乳房组织中的传播及功率吸收比

4.3 各个组织对接收信号频谱的影响

4.4 肿瘤信号频谱影响因素

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢