生物組織微波測量方法研究及應用.pdf

1、各種生物組織電參數的準確測量對于腫瘤組織的檢測起著重要的作用。由于腫瘤組織的內部結構異于正常的組織，因此兩者之間的介電常數存在較大的差異，利用這種差異可以對腫瘤組織進行準確的定位，如微波成像技術等。介電常數的測量方法主要有反射系數法，傳輸系數法，微擾法等。
　　 反射系數法將終端加載生物組織的測量探針采集到的反射系數轉換成待測生物組織的介電常數。這種方法可以準確地測量出介電常數較高的生物組織，但是對于介電常數較低的生物組織，測量

2、結果不夠穩(wěn)定。其中測量探針分為三種，第一種是傳統(tǒng)的終端開路的同軸探針，第二種是基于同軸線的單極子天線，最后一種則是基于帶狀線的平面探針。傳統(tǒng)的同軸探針能夠進行準確而穩(wěn)定的測量，具有較大的實際應用價值。但是由于它的非平面結構，隨著探針尺寸不斷減小，其加工越來越困難，加工成本也越來越高。單極子天線雖然也能夠準確地測量，但是由于它具有一個比較大的接地面，使得單極子天線很難插入到組織內部，這也降低了它的實際應用價值?；趲罹€的平面探針又可以分

3、為三種，一是終端開路的帶狀線，二是側端開路的帶狀線，三是接地板上蝕刻環(huán)形縫隙的帶狀線。這些平面探針在加工上比同軸探針更加方便，更易于集成，加工成本也比較低，但是平面探針的測量穩(wěn)定性不夠，需要進一步的改進。當探針采集到反射系數后，就可以利用各種不同的數學模型，將反射系數轉換成最終的介電常數。數學模型可分為：電容模型，虛線模型，導納模型，天線模型，有理函數模型。其中電容模型，虛線模型，導納模型適用于終端開路的同軸探針和所有的平面探針；天線模

4、型僅僅適用于單極子天線；有理函數模型適用于同軸探針和第三種平面探針。文章中對各種模型進行了比較，而且分析了他們的適用范圍。
　　 本文還對微波加熱治療腫瘤過程中介電常數的變化規(guī)律進行了研究。由于豬肝組織和肝腫瘤組織有比較相似的特性，因此本研究以豬肝組織為研究對象。利用已經研制好的腫瘤治療儀以及PMCT(經皮穿刺微波消融治療探針)探針對豬肝組織進行加熱，利用以上的測量方法，選取終端開路的同軸探針來采集不同加熱時間下的反射系數，進而