基于共焦算法的微波成像系統(tǒng)研究.pdf

1、腦中風(fēng)是一種緊急病例，通常會(huì)引起腦部損傷，產(chǎn)生并發(fā)癥，甚至死亡。由腦中風(fēng)引起的死亡人數(shù)呈逐年上升的趨勢(shì)。傳統(tǒng)的治療藥物，如打破血塊的藥物，它雖然可以大大減少由中風(fēng)引起的損害，但只有在發(fā)病短期內(nèi)才是最有效的，長(zhǎng)期就會(huì)造成大量的腦細(xì)胞死亡。因此，快速和及時(shí)的診斷起著至關(guān)重要的作用，特別是在中風(fēng)癥狀剛出現(xiàn)的幾個(gè)小時(shí)。
　　目前腦中風(fēng)檢查依靠大型的先進(jìn)器械、設(shè)備，例如CT掃描，核磁共振等，必須到醫(yī)院才能進(jìn)行，不能被用來(lái)作為一個(gè)經(jīng)常性的中風(fēng)

2、檢測(cè)方法。微波成像是指使用微波照射待測(cè)體，繼而通過(guò)待測(cè)體散射場(chǎng)的值來(lái)重新還原出待測(cè)體的(復(fù))介電常數(shù)分布，繼而還原出物體的形狀。因?yàn)榻殡姵?shù)的值和組織含水量具有十分重要的聯(lián)系，所以對(duì)于生物成像來(lái)說(shuō)，微波成像具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，使用超聲波進(jìn)行成像，波的不連續(xù)性會(huì)影響其效率，當(dāng)用 X射線時(shí)，生物組織具有的較低密度的特性在一定程度上也會(huì)影響它的使用，微波在成像時(shí)卻可以發(fā)揮出它獨(dú)特的特性，得到諸如超聲波、X射線無(wú)法達(dá)到的效果。微波成像具有安全、

3、成本低、理論上可對(duì)溫度成像等特點(diǎn)。
　　本文中的研究是基于共焦算法的微波成像腦中風(fēng)檢測(cè)系統(tǒng)，首先研究了微波腦中風(fēng)檢測(cè)的理論基礎(chǔ)，包括生物微波成像，矢量網(wǎng)絡(luò)分析分析儀的研究，其次，對(duì)為微波成像系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)利用超寬帶漸變開(kāi)槽天線作為收發(fā)天線，用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）作為信號(hào)源，使天線發(fā)射超寬帶信號(hào)作用于被測(cè)物體。被測(cè)物體簡(jiǎn)化頭部模型，將被測(cè)物體放置在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，本文基于被測(cè)物體進(jìn)行了16和32個(gè)天線位置的數(shù)據(jù)采集。由于V

4、NA只有掃頻，無(wú)脈沖源，需要通過(guò)步進(jìn)頻率連續(xù)波采樣技術(shù)(SFCW)進(jìn)行有效采集，采集的過(guò)程是通過(guò)上位機(jī)控制矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)進(jìn)行自動(dòng)化采集，將采集到的S11和S21數(shù)據(jù)上傳至終端，后續(xù)處理利用重建算法進(jìn)行成像，重建算法選擇共焦算法，該算法是基于延時(shí)和求和的圖像重建算法，本文將共焦算法進(jìn)行改進(jìn)并用到成像系統(tǒng)中。最后，本文對(duì)成像結(jié)果進(jìn)行分析，本文通過(guò)模糊綜合判斷法進(jìn)行綜合判斷分析。最終結(jié)果準(zhǔn)確的檢測(cè)出異物的存在和位置關(guān)系，從而驗(yàn)證了利