毫米波檢測皮膚癌的技術研究.pdf

1、近年來，皮膚癌的發(fā)病率和死亡率逐年上升，已經(jīng)嚴重危害了人類的生命健康。皮膚癌的早期檢測能在很大程度上延長患者的生命。因此，皮膚癌的早期發(fā)現(xiàn)和確診是提高患者治愈率的關鍵。目前，比較常用的物理檢測手段包括：X射線、斷層掃描和核醫(yī)學成像等。但是它們具有檢測費用昂貴、對人體有輻射傷害和檢測不便等特點。本文基于生物組織的介電特性，研究毫米波檢測皮膚腫瘤的可行性。由于人體正常皮膚組織和腫瘤組織的介電特性不同，對其進行毫米波照射時所產(chǎn)生的電磁散射不同

2、，據(jù)此可以利用毫米波來檢測皮膚癌的存在。
　　首先，本文論證了皮膚組織和腫瘤組織的散射特性。介紹了生物組織的介電特性計算模型：Debye模型、Cole-Cole模型等，介紹了不同頻率下計算生物組織介電特性的公式。得出在100GHz頻率下，正常皮膚和腫瘤組織的介電常數(shù)和電導率值。
　　然后，本文設計了工作頻率在100GHz下的矩形錐介質(zhì)棒探頭，是對矩形波導探頭的改進。它是一種微型的、高分辨率的毫米波探頭，具有旁瓣低、輻射功率大

3、等優(yōu)點。而且探頭與皮膚的接觸面積小，能檢測出更小的腫瘤組織。建立了矩形錐介質(zhì)棒探頭模型，在基于FDTD算法的XFDTD軟件上進行仿真計算。研究探頭的性能，并對它進行優(yōu)化設計。
　　最后，根據(jù)人體皮膚組織結(jié)構(gòu)，利用矩形錐介質(zhì)棒探頭，建立一套簡化的分析模型，并分析計算正常皮膚和腫瘤組織的反射系數(shù)。對比了有無腫瘤組織時的反射系數(shù)，討論了腫瘤層位置和個數(shù)對反射系數(shù)幅度和相位的影響。結(jié)果表明表層腫瘤組織對檢測的結(jié)果影響大，深層腫瘤組織對檢測