微波近場下早期乳腺癌成像平臺研究.pdf

1、乳腺癌(Breast Tumor)是嚴(yán)重危害女性健康的常見惡性腫瘤，其早期診斷對提高治療的成功率和患者的遠(yuǎn)期存活率具有非常重要的意義，而早期乳腺腫瘤成像技術(shù)已成為當(dāng)前國內(nèi)外醫(yī)療影像界研究的一個焦點(diǎn)。微波頻段下正常乳房組織和惡性腫瘤組織的介電常數(shù)和導(dǎo)電率差異甚大，這一特性奠定了微波近場檢測乳腺腫瘤的物理基礎(chǔ)。以微波雷達(dá)技術(shù)為基礎(chǔ)的微波近場乳腺腫瘤檢測具有電磁信號輻射能量低、目標(biāo)信息攜載量大等優(yōu)點(diǎn)，能提供毫米級、高分辨率的目標(biāo)定位精度。為安

2、全、快速、準(zhǔn)確地檢測早期乳腺腫瘤提供了技術(shù)上的可能。 本文的研究內(nèi)容是上海市重大科技攻關(guān)重點(diǎn)基礎(chǔ)項(xiàng)目——“乳腺癌超短脈沖(微波)近場成像方法和早期乳腺癌診斷方法研究(03JC14026)”的一部分，以微波近場下乳腺腫瘤的成像平臺研究為主線，深入探討了近場環(huán)境下近場環(huán)境下早期乳腺腫瘤成像的方法，以及針對微波近場下乳腺腫瘤的醫(yī)學(xué)影像存儲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。 本文在醫(yī)學(xué)影像存儲系統(tǒng)概念的基礎(chǔ)上，提出了微波近場下乳腺癌成像平臺系統(tǒng)

3、的設(shè)計(jì)，并詳細(xì)的介紹了該系統(tǒng)平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，包括系統(tǒng)的架構(gòu)，軟件平臺中模塊的結(jié)構(gòu)和功能，以及數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)；并闡述了作為一個醫(yī)學(xué)影像存儲系統(tǒng)，微波近場下早期乳腺癌成像平臺所具備的各項(xiàng)實(shí)用功能。在這些系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，本文還指出了信號分析以及成像在這個特殊的檢測系統(tǒng)中的重要地位。 在此基礎(chǔ)上，文中給出了平臺系統(tǒng)中信號分析工具的實(shí)現(xiàn)方法，使用戶能夠使用系統(tǒng)功能對輸入的離散數(shù)字信號實(shí)施傅立葉變換、濾波器以及小波變換等信號分析操作，并從

4、系統(tǒng)采集信號中提取了成像所需的關(guān)鍵的時延信息。 在提取的時延信息的基礎(chǔ)上，本文提出了微波近場環(huán)境下，適合早期乳腺腫瘤檢測的有限元共焦成像算法。成像結(jié)果表明，基于半球狀模型的早期乳腺腫瘤微波近場檢測方案，可以對乳房組織中頂徑小于10mm的乳腺腫瘤進(jìn)行有效探測。在有限元共焦成像算法的基礎(chǔ)上，本文基于腫瘤組織的密度不同和病情發(fā)展的嚴(yán)重性高低，提出了“色彩分級成像”的改進(jìn)算法；針對醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)高速度、高精度定位的要求，提出了“網(wǎng)格逐層細(xì)