基于HFSS的微波熱療天線及其SAR圖匹配方法的研究.pdf

1、微波熱療作為腫瘤熱療的一種有效的治療方法，在近年來得到越來越多的關注，并在許多腫瘤臨床治療中得到應用。相比于傳統(tǒng)腫瘤治療方法中的費用高昂及治療過程中對患者帶來的肉體上的損傷。微波熱療則是通過超聲或CT引導下通過皮穿刺、人體腔孔或直接體外輻射的方式作用于腫瘤組織上，通過一段時間的輻射升溫，直接導致被輻射的腫瘤組織凝固變性、永久死亡，對肉體的損傷極小。微波熱療的發(fā)展與微波輻射器的改進緊密聯(lián)系在一起，微波輻射器在材料、形狀、性能上的改進，使得

2、微波熱療在腫瘤治療中成為越來越多的選擇。由于微波熱療相對比于其它的熱療方法具有療效高、使用方便的特點，所以在治療腫瘤等方面對微波治療技術的應用會越來越多。但是在熱療中如果對加溫過程控制不當，在殺死腫瘤細胞的過程中會對正常組織細胞造成不可逆的損傷。因此本文主要研究如何在微波熱療中在殺死腫瘤細胞的前提下，盡量減少正常組織的損傷。
　　本文針對表皮淺層腫瘤，通過HFSS軟件設計了在915MHz和2450MHz下工作的微帶貼片天線和微帶螺

3、旋天線，通過分析比較其在工作頻率下的S11電場分布和SAR場分布，選擇出適合微波熱療使用的天線。并對其2陣列、3陣列和4陣列進行仿真，提取其在不同頻率、相位和功率情況下的SAR圖，將每種天線所產(chǎn)生的SAR圖進行標記，整理成為圖像庫。
　　利用MATLAB設計圖像匹配方法，本文設計出兩種匹配方法，一種是使用特征點匹配方法，本方法需要在匹配前將所有的SAR圖先進行預處理，再將預處理后的圖像面積大小位置角度等經(jīng)過調整滿足一定的閾值，然后

4、再提取面積等匹配特征點進行搜索匹配，最后能夠根據(jù)搜索出的圖片來制定調整天線參數(shù)的方案，進行適應腫瘤的治療。另一種則是通過不變矩方法進行匹配，先將SAR圖和腫瘤圖像經(jīng)行二值化預處理提取邊界，通過提取其不變矩特征，然后進行比對搜索，搜索出相匹配的圖片后，需要對如何將天線參數(shù)調整符合治療要求進行計算。經(jīng)過仿真實現(xiàn)，兩種方法都能夠滿足設計需求，尋找到最合適熱療的天線參數(shù)。
　　最后，本文通過微波體模進行了相對應的實驗，驗證了天線SAR圖在