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电阻抗扫描(Electrical Impedance Scanning,EIS)技术是一种新的诊断技术,目前主要用于识别乳房组织的癌变区域。研究发现癌细胞的介电特性不同于正常细胞,从而使其癌变区域的电流场发生变化,使用EIS可以测得诱导电流的电容率和电导率。EIS对病人无伤害,相对成本较低,具有良好的应用前景。
本文首先对EIS乳腺检测的信号进行了分析,将其归纳为4个信号来源,分别是乳房组织阻抗,皮肤阻抗,电极-皮肤接触阻抗和扰动等噪声信号。
基于信号分析的结果,完成了两个实验,分别是病例分类实验和盲信号提取实验,实验数据来自上海东影公司的Angelplan EIS-1000乳腺电阻抗扫描检测系统。
第一个实验在标准频率200Hz下进行,将测量所得的病例导纳数据进行独立成分分析,提取特征矩阵,进行基于支持向量机的病例分类实验,灵敏度为86.7%,特异度为73.3%,准确度为80.0%,达到了很好的识别效果;第二个实验则是将多频扫描得到的导纳数据进行了Cole模型拟合和模型参数提取,将提取的参数进行了基于二阶统计量的实验,实验结果显示,正常病例提取的源信号矩阵具有很好的一致性,而癌变病例则相反。两个实验都得到了较好的病例识别效果。
之后介绍了一套新的基于扫频的EIS硬件系统,它的最高频率提高到了1MHz。本文基于该系统完成了系统校正实验,并对耦合剂的影响进行了研究。
本文最后对乳腺电阻抗扫描的研究工作进行了总结和展望,总结了本论文所完成的主要工作,指出了在未来研究工作中尚存在的难点和尚需解决的问题。