UWB近场医学检测系统设计与实现.pdf

乳腺癌是危害妇女健康的主要恶性肿瘤，其发病率正在逐年上升。乳腺癌的早期检测和诊断对于有效地实施手术切除以及相应的治疗起着关键作用，对提高治疗的成功率和患者的远期存活率具有非常重要的意义。因此，早期乳腺肿瘤成像技术已成为当前国内外医疗影像界研究的一个焦点。 UWB超宽带信号(Ultra-WideBand)具有很强的穿透性、对目标信息的携载能力和伪白噪声特性。以UWB技术为基础的微波近场乳腺肿瘤检测具有电磁信号辐射能量低、目标信息携载量大等优点，能提供毫米级、高分辨率的目标定位精度。为安全、快速、准确地检测早期乳腺肿瘤提供了技术上的可能。 用于辅助诊断乳腺癌的超宽带信号近场成像技术是一种以UWB信号作为信息载体的一种新型检测手段，主要是利用UWB信号获取乳房内部介质特性分布的信息，将接收到的透过乳房的信号进行处理，根据乳房组织中正常组织与癌组织之间介电特性的不同，在计算机中用专门的反演算法进行还原重构，并对乳房的结构进行成像，进而判断疑似病变的位置和大小。 本文以上海市重大科技攻关重点基础项目“乳腺癌超短脉冲(UWB脉冲)近场成像方法和早期乳腺癌诊断方法研究(03JC14026)”为背景，以UWB近场检测早期乳腺肿瘤的系统实现方法研究为主线，深入探讨了近场环境下乳房组织的电磁特性，设计实现UWB近场医学检测系统。 文中概要地介绍UWB近场环境下乳腺肿瘤检测的需求和应用背景，并介绍国内外乳腺肿瘤检测的应用现状。其次，就现状进行分析并提出实现方案。然后，重点分析在UWB近场环境下乳腺肿瘤检测的硬件设计方案。通过关于设计要点的分析，提出系统设计框架。最后，在硬件平台上实现上述设计，并使用VisualBasic完成数据采集与存储软件的开发。 本文所研究的检测方法还可以推广到其它皮下肿瘤的诊断应用，如皮肤癌、淋巴癌的检测。此外，UWB近场检测方法亦可成为人体生物组织中电磁特性不同的医学体目标的成像新方法。