基于FDTD方法的早期乳腺癌微波檢測(cè)方案研究.pdf

1、乳腺癌是危害女性健康的常見惡性腫瘤疾病，其發(fā)病率居女性惡性腫瘤的第一位，早期檢測(cè)被認(rèn)為是降低其死亡率的重要途徑，乳腺癌成像技術(shù)已成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究的一個(gè)焦點(diǎn)。目前乳腺癌常規(guī)成像技術(shù)如X線成像，超聲成像等均存在各種局限性，而微波頻段下正常乳房組織和惡性腫瘤組織的電磁特性差異明顯(遠(yuǎn)大于現(xiàn)有成像技術(shù)所利用的特性差異)，這種差異為微波近場(chǎng)檢測(cè)乳腺癌提供了物理基礎(chǔ)。乳腺癌微波成像技術(shù)研究主要集中在有源微波成像方法，根據(jù)微波照射物體得到

2、的散射場(chǎng)解決逆散射問題來進(jìn)行成像。 本文介紹了常用的乳腺癌檢測(cè)方法并分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，詳細(xì)分析了正常乳房組織和癌變組織的電磁特性差異，在微波頻段，它們的介電常數(shù)和電導(dǎo)率差異均在5倍以上，正常乳房組織比癌變組織更加“透明”這就是微波檢測(cè)乳腺癌的物理基礎(chǔ)。微波成像方法有有源，無源及微波超聲混合方法，本文分別做了介紹，并針對(duì)有源微波成像中的微波斷層成像方法和共焦微波成像方法做了詳細(xì)探討，分析了其算法、仿真及實(shí)際系統(tǒng)。 本文主

3、要利用時(shí)域有限差分方法(FDTD)進(jìn)行微波乳腺癌成像方法的研究，首先利用FDTD算法及一種非分裂場(chǎng)的完全匹配層(PML)吸收邊界條件進(jìn)行了一些基礎(chǔ)的電磁仿真，然后建立了兩種數(shù)字乳房模型，長(zhǎng)方體乳房模型及基于核磁共振成像(MRI)數(shù)據(jù)的半橢球乳房模型，仿真分析了兩種模型在微波照射下的電磁特性，分析了微波探測(cè)乳腺癌的可行性。 針對(duì)逆散射成像中為解決病態(tài)及非線性問題造成計(jì)算量大計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)的問題，本文提出了一種可用于初步定位腫瘤位置的方