基于REIS的生物电阻抗特性检测方法与系统设计研究

来源 :杭州电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Miss_Han
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随着经济发展与人们健康意识的提高,人类更加关注疾病的预防与提早检测,乳腺癌作为威胁女性健康的“第一大杀手”,人们尤为重视,这就对乳腺疾病检测技术提出了更高的要求。目前常用乳腺疾病检测技术有:超声诊断、核磁共振成像(MRI)、乳腺X射线等,但检测效果不佳、价格昂贵、具有辐射性等缺点,限制了上述方法在乳腺癌早期检测中大规模使用。生物电阻抗检测技术作为新型的乳腺癌检测方法,利用恶性组织与正常组织电导率或电阻率之间的差异进行检测,主要包括电阻抗断层成像(Electrical Impedance Tomography)技术和电阻抗扫描成像(Electrical Impedance Scanning)技术,但两者都存在着空间分辨率低、计算量大等不足。本文借鉴现有检测方法的一些经验,分析生物组织等效模型与病变的关系,开发了一套基于共振频率阻抗谱(Resonance Electrical Impedance Spectroscopy,简称REIS)技术的容抗信息检测系统。本论文分析乳腺细胞组织、等效电路模型和组织病变三者之间的关系,确定了乳腺组织容抗特性在一定程度上反映乳腺组织病变状况,设计了一套采用DDS扫频技术,由电压电流转换电路、匹配电感以及模拟乳腺容抗负载等模块构成的6通道LC谐振系统并完成硬件设计和上位机软件系统的编程与调试,实现了一键式的数据采集和存储过程。通过该系统完成了大量数据实验,并利用多种数据处理方法进行了系统稳定性、可重复性与可分辨能力的测试。基于共振频率阻抗谱技术设计的乳腺癌早期检测系统简便易行、无损伤、低成本,在恶性肿瘤早期发现、早期预警有其独特的优势。除了期望能为祖国医学在恶性肿瘤诊断方面探索出一条新路外,也希望在乳腺癌早期阶段减少大型医疗仪器使用的频率,弥补边远落后地区医疗资源不足或减少医疗资源浪费。
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