乳腺組織信號檢測及等效模型研究.pdf

1、乳腺疾病是當(dāng)今社會威脅女性身體健康的最普遍因素之一，其中乳腺癌已經(jīng)成為非常常見的惡性腫瘤。目前，檢測乳腺疾病的方法有：觸診、乳腺X射線照相、乳腺超聲、乳腺核磁共振成像（MRI）等。乳腺電阻抗掃描（EIS）技術(shù)利用惡性腫瘤組織的電導(dǎo)率或電阻率與正常乳腺組織的電導(dǎo)率或電阻率之間存在的顯著性差異，通過EIS檢測設(shè)備得到二維灰度圖像，再根據(jù)這種灰度圖來判斷乳腺內(nèi)是否存在異常包塊。由于組織電特性的變化一般在病變初期就會發(fā)生，所以電阻抗掃描成像技術(shù)

2、具有檢測組織早期病變的潛在優(yōu)勢，是一種適合用于乳腺疾病普查的新方法。 本課題在研究電阻抗掃描原理的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了一套基于分時掃頻的EIS新型樣機硬件，它由兩個部分構(gòu)成——EIS主機板和探測手柄，其中EIS主機板主要包括主控單元、激勵源單元和數(shù)據(jù)采集單元：樣機主控單元由FPGA和MCU組成，MCU作為主控芯片，協(xié)調(diào)包括上位機在內(nèi)的整個系統(tǒng)工作；激勵源單元能夠產(chǎn)生200Hz～1MHz范圍內(nèi)、幅度8級可調(diào)的正弦電壓激勵信號；數(shù)據(jù)采集

3、單元包含雙通道，其數(shù)據(jù)采集速率為20MSPS（Million Sample Per Second）。EIS探測手柄分為兩種類型，Ⅰ型手柄功能為先將64路電極信號通過開關(guān)陣列變?yōu)榉謺r復(fù)用的單路信號，再經(jīng)過一定的處理傳輸?shù)紼IS主機板，Ⅱ型手柄則是先對64路電極信號進行處理，再經(jīng)過開關(guān)陣列然后進行傳輸。由于兩種手柄在電路結(jié)構(gòu)次序上的不同，導(dǎo)致其實際使用效果存在差異。 為了配合硬件的調(diào)試與測量，編寫了對應(yīng)的EIS測試軟件，通過該軟件，

4、可以對測量的幀數(shù)、采集模式、增益模式等進行配置，并能夠?qū)⒉杉降臄?shù)據(jù)按照各自的電極號繪制成波形，同時顯示波形對應(yīng)的最大值、最小值等參數(shù)。 通過EIS樣機硬件與測試軟件的聯(lián)調(diào)，以及對純電阻、人體等效阻容模型測量實驗的結(jié)果，驗證了系統(tǒng)能夠可靠運行，與設(shè)計預(yù)想基本一致。樣機工作在激勵頻率為200KHz范圍內(nèi)時，測量誤差在2％以內(nèi)（大多數(shù)情況在1％以內(nèi)）。 另外，在本文中歸納了幾種人體阻抗等效模型及其參數(shù)提取方法，由于種種原因，