用于宫颈癌早期诊断的近红外漫射光频域外差检测系统

摘要

宫颈癌因其发病率高且趋年轻化，严重威胁妇女健康。医学研究发现宫颈癌病变发现越早患者治愈率越高。因此发展一种方便，快速的检查方法，对于宫颈癌早期诊断和治疗具有重大意义。近红外漫射光检测技术由于其具有穿透能力强、无创伤检测、可直接反映组织生理变化的优点成为早期宫颈癌检测的研究热点。
　　 本课题基于频域外差检测原理，采用高频调制以及外差检测的方法，搭建了近红外漫射光检测系统，采用高频调制光源照射生物组织，测量经过组织体后漫反射光光强变化(调制度M和相位延迟ψ)。系统包括高频(100MHz)调制激光器(780nm)光源；光电倍增管(PMT)及其外差检测电路，高速数据采集卡及控制电路，数据采集软件及反构算法。在深入研究系统测量精度的各种因素的基础上，首先对系统相位和调制度测量精度进行了验证，结果证明，相位和调制度检测误差均在3％以内。在此基础上，对光学参数已知的仿体进行测量，得到不同径向距离下漫反射光调制度和相位延迟，利用基于神经网络方法的光学参数反构算法。得到吸收系数和约化散射系数反构误差分别在10％和3％以内，基本满足临床检测需要。

目录

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第一章绪论

1.1引言

1.2研究背景

1.3主要研究内容

第二章近红外漫射光检测技术

2.1近红外波段生物组织的光学特性

2.1.1主要光学参数

2.1.2近红外光谱区域的组织光学特性

2.2近红外漫射光检测技术

2.2.1连续波检测技术(CW)

2.2.2时域检测技术(TD)

2.2.3频域检测技术

2.3光学参数重构方法

2.3.1生物组织中光的正向传输模型

2.3.2生物组织光学参数反演方法

第三章频域外差测量系统

3.1系统工作原理

3.1.1调制频率的选择

3.1.2光电检测器的选择

3.1.3系统工作原理

3.2仪器设备的选择

3.2.1高频信号源

3.2.2光源的选择

3.2.3光电倍增管分压和输出电路

3.3信号处理的设计

3.3.1数据采集卡

3.3.2同步触发信号的产生

3.4系统实验

第四章系统验证

4.1系统相位测量的验证

4.1.1改变检测光纤长度验证相位

4.1.2改变源-探测器距离验证相位

4.2调制度的验证

4.2.1光源调制度

4.2.2系统调制度测量的验证

第五章基于频域方法的光学组织参数反演

5.1 BP神经网络的基本原理

5.1.1 BP神经元

5.1.2 BP网络

5.2光学组织参数反演

5.2.1基于神经网络的光学参数反构方法原理

5.2.2基于BP神经网络的光学参数反构方法

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢