用于乳腺癌檢測(cè)的電阻抗掃描信號(hào)分析.pdf

1、乳腺電阻抗掃描成像(Electrical Impedance Scanning,EIS)技術(shù)是一種極具前途的無(wú)創(chuàng)乳腺惡性腫瘤檢測(cè)技術(shù)。研究表明,生物組織的電導(dǎo)率和電容率會(huì)隨著頻率變化而變化,并且不同的組織具有不同的頻響特性,據(jù)此可對(duì)乳腺組織進(jìn)行特性分析。EIS即以生物組織的電阻抗特性作為理論依據(jù),通過(guò)向人體注入安全多頻激勵(lì)電流,采集響應(yīng)信號(hào),恢復(fù)出乳腺組織的電導(dǎo)分布情況,以檢測(cè)乳腺組織的止常與否。該技術(shù)安全,方便,非侵入,無(wú)輻射,因此具

2、有較為良好的應(yīng)用前景。 本文采用實(shí)驗(yàn)室研制的乳腺電阻抗掃描檢測(cè)系統(tǒng),對(duì)在200Hz～20kHz相對(duì)較低的頻率范圍內(nèi)掃描測(cè)量所得的病例導(dǎo)納數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn),由于人體組織固有的復(fù)雜性,以及檢測(cè)過(guò)程中的一些系統(tǒng)影響因素,使用Cole等效模型的簡(jiǎn)化模型擬合的測(cè)量數(shù)據(jù)在高頻數(shù)據(jù)段具有較大的誤差。文章驗(yàn)證了這種誤差是由于模型的不匹配所導(dǎo)致的。針對(duì)在高頻段復(fù)阻抗值隨頻率增加而增加的情況,本文推測(cè),隨著頻率的增高,在測(cè)量的過(guò)程中產(chǎn)生了含有

3、感抗性質(zhì)的效應(yīng)元件,并提出在Cole簡(jiǎn)化模型的基礎(chǔ)上串聯(lián)一個(gè)恒相位元(CPE),來(lái)擬合這一成分。使用非線性最小二乘方法對(duì)新的模型進(jìn)行擬合,發(fā)現(xiàn)與測(cè)量數(shù)據(jù)符合較好,特別是可以大大減小高頻段的誤差。新的模型考慮了實(shí)際測(cè)量中存在的一些問(wèn)題,進(jìn)一步保證了特征參數(shù)的有效性。 從乳腺電阻抗數(shù)據(jù)的等效模型中可以提取多個(gè)特征參數(shù),這些特征參數(shù)對(duì)表征乳腺組織的電特性具有一定的意義,有些參數(shù)或參數(shù)的組合已經(jīng)被人為的賦予了物理意義,有些參數(shù)則是一種經(jīng)

4、驗(yàn)性的表示,因此可以利用這些參數(shù)來(lái)進(jìn)行乳腺癌的識(shí)別。本文考慮對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行多元分析,提取非參數(shù)性的或參數(shù)性的統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行識(shí)別。由于乳房組織的個(gè)體差異比較明顯,本文提出使用單個(gè)病例檢測(cè)數(shù)據(jù)的參數(shù)整體分布作參考,使其他檢測(cè)區(qū)域與該參考分布做相似性或相異性比較,以獲取衡量組織正常與否的評(píng)價(jià)參數(shù)用于成像。文中使用了相關(guān)系數(shù)法求取該相似性測(cè)度,并應(yīng)用于成像,得到了較好的效果。 本文最后對(duì)乳腺電阻抗研究工作進(jìn)行了總結(jié)和展望,給出了本研究所完成