基于FDTD方法的早期乳腺癌微波檢測方案研究.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，早期檢測被認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)前國內(nèi)外醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究的一個焦點。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檢測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、的散射場解決逆散射問題來進行成像。 本文介紹了常用的乳腺癌檢測方法并分析了它們的優(yōu)缺點，詳細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探討，分析了其算法、仿真及實際系統(tǒng)。 本文主

3、要利用時域有限差分方法(FDTD)進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的完全匹配層(PML)吸收邊界條件進行了一些基礎(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，分析了微波探測乳腺癌的可行性。 針對逆散射成像中為解決病態(tài)及非線性問題造成計算量大計算時間長的問題，本文提出了一種可用于初步定位腫瘤位置的方