声聚焦层析增强的三维微波热声成像

本文提出了一种提高微波热声断层成像层析能力的方法和装置.基于热声成像原理和声聚焦理论,搭建了由超短脉冲微波源、384阵元环形探测器、声聚焦透镜、384-64通道采集切换系统、精密扫描位移平台构成的微波热声三维成像系统,并实现了模拟样品的断层成像.实验结果表明该系统能够实现亚毫米级分辨率的热声成像,通过声聚焦方法成倍地提高了其层析分辨率.这对推动微波热声CT技术走向临床具有重要的意义.     

快速微波热声层析成像在生物医学中的潜在应用

介绍了一种快速热声层析成像方法和装置,成功实现了生物组织的二维热声层析成像及异物检测.实验中采用频率为1.2 GHz的脉冲微波作为激发源,中心频率为3.5 MHz的320振元线性阵列探测器接收热声信号,然后用有限场滤波反投影方法重建得到热声层析图像.与原有方法相比,勿需全方位扫描采集数据,能大量节省时间,重建图像的对比度和抗噪声能力有极大提高.该方法和系统有望应用于乳腺癌早期检测、体内异物检测、微波热疗效果监测等方面.     

基于支持向量机的表面肌电信号和加速度融合跌倒识别方法

目的:针对老人易跌倒和跌倒过后可能产生严重后果这一现实问题,通过将表面肌电信号和加速度融合,进一步优化采用支持向量机分类器下的包含跌倒在内的几种不同动作的分类效果。方法:提出基于表面肌电和加速度信号融合的跌倒识别算法,首先采集股直肌,股内侧肌,胫骨前肌和腓肠肌的表面肌电信号以及位于腰部的三轴加速度信号作为实验数据,然后利用滑动窗口法提取表面肌电和加速度信号的均方根值,最后针对人体日常活动和跌倒的运动特征,构建了支持向量机的分类器。结果:实验数据共计320组数据,包括3种日常活动和向前跌倒,其中160组数据作为训练集,另外160组数据作为测试集。对4种动作进行识别实验,算法的准确度为93.23%、灵敏度为92.4%、特异度为100%,达到了良好的分类效果。结论:基于支持向量机的表面肌电信号和加速度融合的跌倒识别算法分类效果良好,对于老人跌倒防护具有现实意义。     

生物组织电导率图像的热声重建

本文以微波热声效应为基础,报道了一种重建生物组织电导率相对分布图像的方法。和传统的微波热声像相比,重建得到的组织电导率图像消除了由于微波场能量密度分布不均匀带来的影响,能够准确的反映组织的介电特性差异,实现对肿瘤的早期发现。本文首先从理论上详细推导了获得生物组织电导率分布图像的原理,然后在实验中通过结合已有的脉冲微波成像系统,重建得到了一块肌肉组织的电导率分布图像。实验结果表明利用热声成像技术,组织的电导率分布图像能够被清晰的重建,本研究为推进热声成像技术的实用性打下了理论和实验基础。     

三维微波热声成像系统及早期乳腺肿瘤检测研究

本文讨论了正常乳房组织与肿瘤组织的微波吸收差异,从理论上证明了利用微波热声成像技术检测乳腺肿瘤的可能性;建立了一套三维热声扫描系统,并利用此系统对模拟肿瘤和真实离体肿瘤进行成像实验。实验结果表明,三维微波热声成像系统能对乳腺肿瘤高分辨率高对比度成像,有希望应用于早期乳腺肿瘤检测。     

超短脉冲微波高效激发的高分辨率热声成像

微波热声成像综合了微波成像和超声成像的优点,具有很好的穿透深度及较高的图像分辨率。热声成像的激发源通常为基于脉冲调制的亚微秒级脉冲微波,激发能量密度约为几mJ/cm2,激发出的热声信号主频通常为2 MHz,成像分辨率约为500μm。随着热声成像向着临床应用方向发展,能否有效的减小辐射剂量并提高成像分辨率,是热声成像系统设计成败的一个关键因素。为了有效改善微波热声成像中热损伤及分辨率,设计开发了超短脉冲微波热声成像系统,实验结果表明该系统提高了热声转化效率约两个数量级,成像分辨率达到105μm,为热声成像的临床应用铺平了道路。