微波近场回波的医学成像方法研究

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医学图像处理单选题

医学图像处理单选题

姓名牡丹江医学院医学影像学院1、医学图像处理是对A:CRRB:DORIC:MRID:USA成像方法及图像处理方法的研究。

2、PETA:正电子发射型计算机断层B:单光子发射型计算机断层C:磁共振扫描断层D:多普勒超声技术3、医学图像前处理包括对A:光学显微成像的处理B:电子显微镜图片处理C:内窥镜图像处理D: CT的成像方法的研究4、医学图像后处理包括对A: MRI成像方法的研究B:医学影像设备所成像的处理与研究C: USI成像方法的研究D: CT的成像方法的研究5、以下医学影像设备正确的是A:PECTB:SPECTC:MIRD:SUI6、DSAA:数字剪影血管造影B:磁共振功能成像C:磁共振血管造影D:数字放射摄影7、fMRIA:数字剪影血管造影B:磁共振功能成像C:磁共振血管造影D:数字放射摄影8、医学超声成像的优点A:对比度高B:图形的重复性不依赖于操作人员C:对人体无辐射损伤D:可对全身所有器官进行检查9、 CT成像的特点A:全方位成像B:分辨率差C:组织重叠D:可实现断层解剖学成像10、核医学成像的特点A:无放射危害B:分辨率高C:功能性成像D:主要实现断层解剖学成像11、MRI成像的特点A:使用造影剂B:利用声音回波C:无电离辐射D:只能横断面断层12、哪一个不是医学影像成像A:PETB:SPECTC:fMRID:DSAT13、现代医学影像技术的发展方向A:数字向模拟方向发展B:组织形态学成像向功能性成像发展C:由立体像平面方向发展D:由融合向单一成像技术发展14、医学图像可以分为哪两类A:结构图像与局部图像B:结构图像与功能图像C:功能性成像与立体成像D:静态图像与动态图像15、核医学成像主要是取决于A:脏器或组织的血流与细胞功能B:成像设备的磁场强度C:成像设备的X射线强度D:人体组织与器官的氢原子数含量16、融合技术应用于医学成像的目的是A:使两张图片更好的连接B:同时显示功能性信息及解剖学位置C:方便比较两张医学图片的对比度D:实现断层解剖学成像的3D显示17、分子影像学是A:探测构成疾病基础的分子异常B:详细观察体内分子的细微结构C:研究人体内分子的发光特点D:研究探针的运动轨迹18、那种融合技术有应用价值A:PET-SPECTB:CT-X透视C:MRI-CTD:CT-PET19、fMRI包括A:DTTIB:DTIC:PWID:PDI20、那一项不是医学图像处理方法A:图像增强B:图像的激光打印技术C:三维重建D:图像的滤波21、视觉系统不包括A:颜色视觉B:形状视觉C:空间视觉D:心里视觉22、人眼的视觉系统研究的内容不包括A:人眼的解剖学结构B:视觉特性C:非正常眼D:人眼的错觉23、人眼睛的空间特性包括A:时间分辨绿B:灰度分辨能力C:视觉惰性D:瞬时特性24、一幅彩色图像的获得不受那一因素的制约A:入射光的特性B:反射光的特性C:人眼睛的分辨率D:感光特性25、相关联的是A:亮适应性-球状细胞B:暗适应性-锥状细胞C:亮适应性-杆状细胞D:暗适应性-杆状细胞26、共时对比,即人眼睛的亮度感觉不经依赖于自身的亮度还与哪项有关A:光强B:背景C:光的频率D:光的速度27、马赫带效应,及条带有强烈的边缘效应A:亮的一边更亮,暗的一边变亮B:亮的一边更亮,暗的一边更暗C:亮的一边变暗,暗的一边变亮D:亮的一边变暗,暗的一边更暗28、图像的RGB模型A:Right-Go-BrightB:Right-Going-BrightC:Red-Green-BlackD: Red-Green-Blue29、下列不属于光电倍增管基本结构的是()A:光电阴极B:倍增极C:准直器D:阳极30、图像的HIS模型A:Hue-Intensity-SaturationB:色调-亮度-不饱和度C:Hue-Intensity-SlatD:灰度-亮度-饱和度31、一幅数字动态图像可以用以下方法表示A:f,x,y,tB:f[m,n,t]C:f(x,y)D:f(x,y,t)32、一幅模拟动态图像可以用以下方法表示A:f,x,y,tB:f[m,n,t]C:f(x,y)D:f(x,y,t)33、图像数字化即A:将图像用数字表示B:将模拟图像转化成数字图像C:数字的传输D:图像的解码与译码34、模拟图像的优点A:客观事物的真实放映B:便于存储C:便于传输D:便于计算机处理35、数字图像的缺点A:信息会发生丢失或图像畸变B:便于存储C:便于传输D:便于计算机处理 36、数字图像的效果与什么无关A:采样频率B:采样密度C:采样间隔D:采样时间选取37、图像的量化即将A:像素的灰度离散化B:图像变成离散的点C:采样点间隔的选取D:像素的间隔选取38、通常计算机所处理的图像的量化参数值A:0-250B:0-255C:0-1D:0-1039、为了得到较好的数字图像应A:对细节丰富的图像应粗采样,细量化B:对细节丰富的图像应粗采样,粗量化C:对缓变的模拟图像应细量化,粗采样D:对缓变的模拟图像应细量化,细采样40、一幅数字图像不能用什么表示A:数学函数f[m,n]B:矩阵C:像素的集合D:连续变量41、一幅黑白图像的像素值可用A:2的6次方表示B:0,1 表示C:0-255的灰度变化表示D:0-250的灰度变化表示42、一幅彩色图像的存储容量是同一幅黑白图像的多少倍?A:一倍B:二倍C:三倍D:四倍43、医学图像的格式通常为A:JPEGB:TIFC:GIFD:DICOM44、那一项不是DICOM的优点A:容易在普通电脑上观察与分析B:数据量大C:分辨率高D:包括了图像与病人及仪器的信息45、数字图像的直方图A:灰度级每个灰度级出现的概率关系图B:表示每幅图像像素分布C:表示图像的几何位置D:表示图像的灰度级46、图像的直方图不能表达图像的A:对比度B:亮度C:内容,即空间特性D:灰度级分布47、直方图与图像的关系A:每一直方图对应一幅图像图像B:每一图像对应2幅直方图C:每一图像对应多福直方图D:每一图像必有与之对应的直方图48、直方图峰值之间的距离较近说明原图像A:较亮B:对比度较差C:较暗D:对比度较好49、直方图峰值之间的距离较远说明原图像A:较亮B:对比度较差C:较暗D:对比度较好 50、直方图峰值倾向于灰度级低的一侧说明原图像A:较亮B:对比度较差C:较暗D:对比度较好51、直方图峰值位于0灰度另一峰值位于255灰度级这该图像为A:黑白图像B:灰白图像C:彩色图像D:单色图像52、直方图均衡化即使A:图像的灰度动态范围减小B:图像的灰度动态范围向低灰度区压缩C:图像的灰度动态范围加大D:图像的灰度动态范围向高灰度区压缩53、如果一图像曝光过度则直方图A:集聚于高灰度区B:集聚于低灰度区C:图像的灰度动态范围加大D:峰值之间的距离加大54、直方图A:不表示图像的空间信息B:表示图像的空间信息C:与图像之间是一对多的关系D:不反映图像灰度的分布55、直方图的用途不包括A:合理使用灰度动态范围B:图像增强C:图像分割D:图像情景解析56、医学图像运算不包括A:面运算B:点运算C:几何运算D:代数运算57、图像点运算是对A:图像的几何变换B:图像的空间变换C:图像的灰度变换D:图像的加减运算58、图像几何运算是A:图像的空间变换B:图像的灰度变换C:图像像素灰度的拉伸D:图像的对比度增强59、图像的空间变换不包括A:旋转B:扭曲C:灰度变换D:镜像60、图像的代数运算不包括A:加B:减C:乘D:开方61、图像的线性灰度变换不包括A:空间变换B:线性变换C:非线性变换D:对数变换62、在图像灰度线性变换中灰度系数为-1,亮度系数为0则A:图像灰度倒置B:图像对比度加大C:图像亮度增加D:图像简单复制63、在图像灰度线性变换中灰度系数为1,亮度系数为0则A:图像灰度倒置B:图像对比度加大C:图像亮度增加D:图像简单复制 64、图像的非线性变换不包括A:对数变换B:线性变换C:指数变换D:灰度变换65、对数变换A:高灰度区压缩,低灰度区扩展B:高灰度区压缩,低灰度区压缩C:高灰度区扩展,低灰度区扩展D:高灰度区扩展,低灰度区压缩66、指数变换A:高灰度区压缩,低灰度区扩展B:高灰度区压缩,低灰度区压缩C:高灰度区扩展,低灰度区扩展D:高灰度区扩展,低灰度区压缩67、图像平移时为避免信息丢失应A:画布尺寸不变B:减小画布尺寸C:加大画布尺寸D:画布同步平移68、图像通常做90度倍数的旋转以A:减少图像的信息丢失B:提高图像的清晰度C:增加图像的信息量D:减小图像的存储容量69、图像的加法运算不可以实现A:图像降噪B:图像合成C:图像对比度增强D:图像叠加70、图像减法可实现A:图像降噪B:图像抽取C:图像对比度增强D:图像叠加71、DSA原理来源于图像处理中的A:对数变换B:加法运算C:减法运算D:灰度变换72、医学图像增强的目的不包括A:不以图像的高保真为目的B:改善图像的视觉效果C:便于人或计算机对图像进行处理D:使图像由静态转为动态73、在图像处理中通常将空域转换成频域来处理其目的A:使图像处理变得简单、多样B:便于人眼观察C:使高灰度区扩展D:使低灰度区压缩74、在图像处理中为何将频域处理过的图像又转回空域 A:使图像处理变得简单、多样B:便于人眼观察C:使高灰度区扩展D:使低灰度区压缩75、 CT的全称,正确的是A:计算机扫描摄影B:计算机体层摄影C:计算机辅助断层摄影D:计算机横断面体层扫描76、实用CT诞生的年份是A:1895年B:1967年C:1971年D:1972年77、CT的发明人是A:考迈克B:莱德雷C:安博若斯D:亨斯菲尔德78、CT与传统X线检查相比,相同点是A:成像原理B:成像方式C:成像能源D:图像显示79、与X线体层摄影比较,CT最主要的优点是A:采用激光相机拍照B:病人摆位置较简便C:X线辐射剂量较小D:无层面外组织结构干扰重叠80、CT与常规X线检查相比,突出的特点是A:曝光时间短B:空间分辨力高C:密度分辨力高D:病变定位定性明确81、与传统X线体层相比,CT的主要优点是A:伪影减少B:病人剂量减少C:对比分辨率改善D:空间分辨率提高82、CT的主要优点是A:密度分辨率高B:可作三维重组C:射线剂量较常规X线少D:主要用于人体任何部位的检查83、与屏-片摄影相比,CT利用X线的成像方式是A:衰减射线转换成数字信号后成像B:利用衰减射线直接曝光成像C:衰减射线转换成可见光后成像D:利用衰减射线产生的荧光成像84、与屏-片摄影相比,CT检查A:空间分辨率高B:单幅图像的表面剂量低C:单幅图像的球管热量低D:低对比度高分辨率85、CT扫描图像密度分辨率高的主要原因是A:使用了高频发生器B:采用了大功率的X线管C:由计算机进行图像重建D:射线束准直精确且散射少86、CT的成像原理主要是利用了A:探测器的光电转换功能B:物质对X线的吸收衰减C:模数转换器的转换功能D:计算机的图像重建速度87、CT成像的物理基础是A:X线的吸收衰减B:计算机图像重建C:像素的分布与大小D:原始扫描数据的比值88、计算CT值的公式是根据A:水的质量衰减系数B:水的线性衰减系数C:水的电子密度D:水的质量密度89、关于CT值的叙述,错误的是A:CT值又称为CT数B:CT值不是一个绝对值C:CT值的表示单位是HUD:CT值随入射X线量的大小变化90、CT检查技术,表示病变密度大小的是A:照片测试密度B:照片透光度C:照片阻光率D:CT值91、关于CT值的叙述,错误的是A:CT值又称为CT数B:CT值的单位是HUC:CT值不是一个绝对值D:CT值随MR值而变化92、X射线空气的线衰减系数是A:0B:1C:10D:10093、CT值的单位是A:KWB:HUC:WD:L94、水的CT值通常是A:-1000HUB:-500HUC:0HUD:+500HU95、属于区域算法的分割方法有A:哈夫变换B:边缘检测C:样条插值D:阈值分割96、利用直方图取单阈值方法进行图像分割时A:图像直方图应有两个峰B:图像中目标和背景应一样大C:图像中目标灰度应比背景大D.图像中应仅有一个目标97、噪声对利用直方图取阈值分割算法的影响不是由于A:噪声会填满直方图中的谷B:噪声会使直方图产生新的峰C:噪声会使直方图不平滑D:噪声会减小直方图的峰间距离98、以下关于阈值分割方法的说法哪些是不正确的:A:通常利用图像的灰度直方图进行分割B:不可依据所确定的阈值对像素进行分类C:适用于内容不太复杂且灰度分布较为集中的图像D:若所确定的阈值只有一个,可以对图像进行二值化99、以下哪些因素限制了基于边缘的图像分割方法在医学图像分割中的应用A:不能保证边缘的连续性和封闭性;B:高细节区域分割过细C:图像分割产生的边缘与实际的差别D:医学图像灰度分布较为集中100、灰度直方图能够反映A:图像灰度分布统计特性B:图像彩色分布规律性C:图像目标的灰度特性D:图像目标的灰度层次结构101、图像特征不包括A:纹理特征B:结构、形状特征C:直方图特征D:清晰度特征102、纹理特征的要素是A:纹理基元B:纹理基元的排列组合C:灰度直方图D:灰度梯度变化方向103、下面哪些描述是屋顶边缘的描述A:一阶导数在边缘处呈零交叉B:二阶导数在边缘处呈极值C:一阶导数在边缘处不呈极值D:二阶导数在边缘处呈零交叉104、关于超声物理量的叙述,错误的是A:骨骼的声速最高B:波长与频率成反比C:不同的介质中声速传播的速度相同D:人体软组织的声速与水的声速相近105、超声衰减特性的描述,错误的是A:超声频率高衰减显著B:声能随距离增加而减弱C:介质对超声波有吸收衰减D:血流显示取决于红细胞散射能量存在与否106、能量型彩色多普勒的叙述,错误的是A:不能显示血流性质B:不能显示血流的方向C:成像不受超声入射角的影响D:能判断血流速度的快慢107、医用超声波发生器的换能器原理是A:压电效应B:光电效应C:空化作用D:康普顿效应108、超声波归属于何种波?A:光波B:电磁波C:机械波D:微波109、超声在人体软组织中传播的波是A:横波B:纵波C:电磁波D:既有横波也有纵波110、超声波是由波源振动而产生,其最低振动频率不小于A:3000次/秒B:5000次/秒C:15000次/秒D:20000次/秒111、以下介质中声速最慢的是A:空气B:0℃水C:血液D:软组织112、下列描述波长与频率关系的结论,哪个是错误的?A:波长与频率成反比B:频率越高,波长越短C:频率越低,波长越长D:波长与频率成正比113、将探头直接朝向空气发射时,A:不反射B:折射多于反射C:反射多于折射D:不折射114、人体组织内引起超声波反射的条件是A:相邻两种物质的声阻抗相等B:两种物质间声阻抗存在差别(>1/1000)C:声波与界面平等行D:界面径线小于波长的1/2115、声波垂直入射到两层相邻的介质A:若两个介质特性阻抗差异越大,反射越强B:若两个介质特性阻抗差异越大,反射越弱C:反射能量小于折射能量D:反射能量与折射能量相同116、选用超声耦合剂错误的是A:应满足阻抗匹配条件B:耦合剂越厚越好C:让超声尽量多进入人体D:排除空气,增加透声性117、与线阵探头相比,环阵探头的优点是 A:环阵探头无假象B:环阵探头的声束可全部穿透组织C:环阵探头在X,Y轴上均聚焦D:环阵探头声束衰减少118、下列组织检查中应保持高帧频的是A:肝脏B:脾脏C:肾脏D:心脏119、选用耦合剂的条件不正确的是A:声衰减系数小,透声良好B:声阻抗介于探头的面材与皮肤之间C:水性高分子材料D:价格越便宜越好120、我国市电交流电压是A:220V,60HzB:220V,50HzC:110V,60HzD:110V,50Hz121、超声心动图即为下列哪种方法诊断A:A型超声B:B型超声C:M型超声D:超声血流图122、 ESWL(Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy)是 A:多普勒发明的B:用来观察组织结构的C:测量血流速度D:体外冲击波碎石术123、为显示流速极低的血流灌注信号,宜用A:A型超声B:B型超声C:M型超声D:CDE (Color Doppler Energy)124、属于B超仪外围设备的是A:探头B:发射电路C:接收电路D:打印机125、下列探头中哪种是单晶片探头A:电子线阵探头B:电子凸阵探头C:机械扇扫探头D:电子相控阵探头126、机械扇扫探头一般采用哪种聚焦方式A:凹面晶片聚焦B:电子延迟聚焦C:可变孔聚焦D:电子波束形成127、MRI最常选择1H作为成像的元素,主要原因是:A:1H原子结构简单B:对1H物理学特性研究较多C:1H容易发生共振D:1H磁化率高,在生物组织中原子数量最多128、90°脉冲激发后,磁共振信号以指数曲线衰减,称为:A:纵向弛豫B:横向弛豫C:非自由感应衰减(FID)D:进动129、相位编码将导致该方向上的进动质子:A:相位不同,频率相同B:相位相同,频率不同C:相位不同,频率不同D:相位相同,频率相同130、有关磁共振信号强度的描述,错误的是:A:Tl值越大,信号强度越大B:T2值越大,信号强度越大C:TR越长,信号强度越大D:TE越短,信号强度越大131、目前MRI用哪种元素原子核来成像A:氦 B:氧 C:氢 D:氮132、下列哪一种情况可形成T1加权像A:长TR,短TEB:长TR,长TEC:短TR,短TED:长TE133、下列哪一种情况可形成T2加权像A:长TR,短TEB:长TR,长TEC:短TR,短TED:长TR134、下列哪种情况可形成质子密度加权像A:长TR,短TEB:长TR,长TEC:短TR,短TED:长TR135、MRI设备不包括A:主磁体B:梯度线圈C:射频发生器D:高压发生器136、梯度线圈的主要性能指标是A:梯度场强和切换率B:静磁场强度C:射频脉冲D:相位和频率编码137、不属于射频系统的部件是A:发射器B:射频功率放大器C:发射线圈D:匀场线圈138、磁共振成像设备中射频发射器的作用是A:产生射频信号B:产生主磁场强度C:开启梯度场D:匀场139、磁共振成像中有关层间距的叙述,错误的是A:层间距是指不成像层面B:层间距过大,容易漏掉微小病变C:层间距越大,图像信噪比越高D:一般要求层间距不小于层厚的80%140、共振成像的英文全称正确的是A:Magnetic Resonance ImageB:Magnetic Resorbent ImageC:Magnetic Resonance ImagingD:Magnetic Resorbent Imaging141、MR图像通常是指:A:H1图像B:H2图像C:H3图像D:C13图像142、γ相机的准直器类型较多,下列哪个不是γ相机的准直器A:针孔型B:笔型C:扩散型D:会聚型143、不属于核医学成像设备的仪器A: 照相机B:单光子发射型计算机体层C:正电子发射型计算机体层D:DSA144、下面哪种设备需用闪烁晶体A:核磁系统B:A超C:单光子发射型计算机体层D:B超145、属于核医学成像设备的是A:r相机B:CRC:DRD:DSA146、下列是核医学成像设备的是A:ECTB:CTC:MRID:DSA147、下列是核医学成像设备的是A:γ相机B:CTC:MRID:DSA148、下列不属于核医学成像设备的是A:MRIB:PETC:γ相机D:SPECT149、下列那一个不是核医学成像设备A:γ相机B:ECTC:PACSD:PET150、γ相机闪烁晶体多由那种物质构成A:NaIB:NaI(T1)C:NaCLD:FeO151、准直器按灵敏度和分辨力可分类没有那种类型A:高灵敏型B:高分辨型C:通用型D:复合型152、PET使用的准直方法称为A:准直器准直B:电子准直C:原子准直D:分子准直153、对正电子发射型计算机体层描述正确的是A:探测器接收到的是X 射线B:探测器接收到的是超声C:探测器接收到的是磁共振信号D:探测器接收到的是γ光154、PET设备是以什么为信息载体A:X线B:电磁波C:US波D:γ射线155、下列对发射型计算机断层描述正确的是A:应用x线成像B:应用超声成像C:应用磁共振成像D:应用放射性元素成像156、下列哪种设备是根据正电子湮没辐射产生的光子来采集信号。

磁共振新技术DKI和IVIM在研究现状

磁共振新技术DKI和IVIM在研究现状

磁共振新技术DKI和IVIM在研究现状一、内容简述随着磁共振成像技术的不断发展,数字图像处理技术在磁共振成像中的应用越来越广泛。

其中双维弥散加权成像(DKI)和内插反转恢复变换(IVIM)是两种常见的数字图像处理技术,它们在磁共振成像研究中具有重要的应用价值。

本文将对这两种新技术的研究现状进行简要介绍,以期为相关领域的研究者提供参考。

DKI是一种基于梯度方向的像素分布分析方法,通过计算像素点的梯度方向来描述组织结构的分布信息。

DKI在脑功能连接、脑灰质异型和白质纤维束追踪等方面具有广泛的应用。

近年来随着算法的优化和硬件设备的升级,DKI在磁共振成像研究中的应用逐渐受到关注。

IVIM是一种基于傅里叶变换的图像重建方法,通过对原始图像进行傅里叶变换和逆变换,实现对图像的重建。

IVIM在脑部疾病的诊断和研究中具有较高的准确性和可靠性。

然而由于IVIM重建过程复杂且计算量大,限制了其在实际临床应用中的推广。

近年来研究人员针对IVIM的一些问题进行了改进,如采用并行计算、引入先验信息等方法,以提高IVIM的重建效率和质量。

DKI和IVIM作为磁共振成像领域的重要数字图像处理技术,在脑功能连接、脑结构分析和疾病诊断等方面具有广泛的研究前景。

随着技术的不断进步和应用场景的拓展,这两种技术在未来的研究中将发挥更加重要的作用。

1. 背景介绍随着磁共振成像技术的不断发展,越来越多的研究者开始关注到一种新型的磁共振成像技术——弥散加权成像(DWI)和梯度回波成像(bMRI)。

这两种技术在过去的几年里取得了显著的进展,不仅在临床诊断中得到了广泛应用,而且在基础研究领域也取得了重要突破。

本文将对DKI和IVIM这两种磁共振新技术的研究现状进行综述,以期为相关领域的研究者提供参考。

磁共振成像(MRI)是一种利用磁场和射频脉冲来获取人体内部结构信息的无创性检测技术。

自20世纪70年代问世以来,MRI已经在临床诊断、生物医学工程、神经科学等领域取得了显著的成果。

微波成像原理实验报告

微波成像原理实验报告

1. 理解微波成像的基本原理;2. 掌握微波成像实验系统的操作方法;3. 通过实验验证微波成像技术的可行性;4. 分析微波成像的特点及局限性。

二、实验原理微波成像技术是一种利用微波波段的电磁波对物体进行成像的技术。

与光学成像相比,微波成像具有穿透力强、受天气影响小、全天候成像等特点。

微波成像的原理主要包括以下几个方面:1. 微波发射:实验中,微波发生器产生特定频率的微波信号,经过放大、调制等处理后,由天线发射出去。

2. 微波传播:发射的微波信号在空间中传播,遇到物体时,部分微波被反射、吸收或散射。

3. 微波接收:接收天线接收到反射回来的微波信号,经过放大、解调等处理后,送入信号处理系统。

4. 成像处理:信号处理系统对接收到的微波信号进行处理,提取出物体信息,并形成图像。

三、实验仪器与设备1. 微波发生器:产生特定频率的微波信号;2. 天线:发射和接收微波信号;3. 放大器:放大微波信号;4. 调制器:对微波信号进行调制;5. 解调器:解调微波信号;6. 信号处理系统:对微波信号进行处理,形成图像;7. 实验台:放置实验仪器和设备。

1. 连接实验仪器,确保各部分连接正确;2. 打开微波发生器,设置所需频率的微波信号;3. 启动放大器、调制器、解调器等设备,确保信号正常传输;4. 将实验台放置在合适的位置,调整天线方向,使其对准待测物体;5. 接收反射回来的微波信号,并送入信号处理系统;6. 对接收到的信号进行处理,提取物体信息,形成图像;7. 分析图像,观察微波成像的特点及局限性。

五、实验结果与分析1. 成像效果:通过实验,成功获取了待测物体的微波成像。

从图像可以看出,微波成像具有较好的穿透力,能够清晰地显示出物体的形状和内部结构。

2. 成像特点:微波成像具有以下特点:(1)穿透力强:微波能够穿透一定厚度的物体,对内部结构进行成像;(2)全天候成像:微波成像不受天气、光照等外界条件的影响,具有全天候成像能力;(3)分辨率较高:微波成像的分辨率较高,能够清晰地显示出物体的细节。

微波成像技术在医学影像中的应用与发展

微波成像技术在医学影像中的应用与发展

微波成像技术在医学影像中的应用与发展近年来,微波成像技术在医学影像领域的应用呈现出日益广泛和深入的趋势。

这种技术以其非侵入性、高分辨率和对生物组织的良好穿透性等特点,为医学诊断提供了全新的解决方案,并在医学影像领域迅速发展壮大。

本文将就微波成像技术在医学影像中的应用与发展进行探讨。

一、原理与技术特点微波成像技术是一种利用微波对生物组织进行成像的方法。

其基本原理是通过向被检测物体发射微波信号,并记录微波信号在物体内部的传播和反射情况,从而获取物体内部结构信息。

与传统的X射线、CT等成像技术相比,微波成像技术具有辐射低、无损伤、成像速度快等优点,尤其适用于乳腺、肺部等组织成像。

二、在临床诊断中的应用1. 乳腺癌早期诊断微波成像技术在乳腺癌早期诊断方面具有重要意义。

其高灵敏度和高分辨率的特点,使得医生可以更早地发现乳腺癌的微小病变,提高了治疗的成功率和患者的生存率。

2. 皮肤病变检测微波成像技术在皮肤病变检测方面也展现出了巨大潜力。

通过对皮肤病变组织的微波反射特性进行分析,可以有效区分良性和恶性皮肤病变,为临床治疗提供了重要依据。

3. 脑部疾病诊断微波成像技术在脑部疾病诊断方面也有着独特的应用。

由于微波对生物组织的穿透性,可以通过头骨成像技术实现对脑部疾病的高分辨率成像,为脑部手术提供了更精确的定位和导航。

三、技术发展趋势1. 多模态成像融合未来微波成像技术在医学影像中的发展趋势之一是与其他成像技术进行融合,如MRI、CT等,实现多模态成像,从而更全面地获取患者的解剖结构和病变信息。

2. 智能化与人工智能应用随着人工智能技术的发展,微波成像技术也将更多地与智能化算法相结合,实现自动化诊断和影像分析,提高诊断准确性和效率。

3. 便携式设备和远程医疗未来微波成像技术还将朝着便携式设备和远程医疗的方向发展,使得医生可以在实时监控下进行远程诊断和治疗,为偏远地区和医疗资源匮乏地区的患者提供更及时的医疗服务。

综上所述,微波成像技术在医学影像中的应用与发展具有广阔的前景和重要的意义。

微波成像技术在医学影像中的应用

微波成像技术在医学影像中的应用

微波成像技术在医学影像中的应用随着医学科技的不断发展,各种新的技术不断涌现。

其中,微波成像技术是一种新兴技术,它可以通过向人体发射微波,获取人体内部的图像,从而实现对人体的诊断和治疗。

这门技术在医学影像领域中应用广泛,具有很高的价值和前景。

一、微波成像技术的原理微波成像技术是一种通过电磁波在人体组织中的传播和反射来生成图像的成像技术。

其工作原理是:通过在人体中发射一定频率的微波,然后利用接收机接收回波,通过对回波进行分析和信号重建,最终生成人体内部的图像。

与传统的医学成像技术相比,微波成像技术具有较高的穿透力和成像分辨率。

由于微波处于电磁波频率中较低的部分,因此可以穿透人体组织,从而可以看到人体的内部结构。

同时,微波成像技术的成像分辨率非常高,在检测和诊断上具有很高的准确性和敏感性。

二、微波成像技术在医学影像中的应用非常广泛,包括乳腺癌检测、脑损伤检测、糖尿病检测、肺癌检测等等,这里列举一些比较典型的应用。

1、乳腺癌检测乳腺癌是一种常见的恶性肿瘤,在女性中非常普遍。

传统的乳腺癌检测方法包括超声波、X光等,但这些方法存在许多缺陷,如缺乏准确性、较低的分辨率等。

而微波成像技术可以通过对人体组织的穿透,发现和识别肿瘤组织并对其进行定位和量化。

这种方法的准确性和敏感性非常高,可以帮助医生提高乳腺癌的早期诊断率。

2、脑损伤检测脑损伤是一种严重的疾病,通常需要通过核磁共振等成像技术来检测。

然而,这些技术耗时长、费用高,不适合快速进行大规模筛查。

而微波成像技术可以通过向大脑发射微波,并通过接收返回的信号,生成一幅图像,进而检测患者脑部是否存在损伤。

相比于其他成像技术,微波成像技术具有快速、低成本等优势,可以帮助医生更快地发现患者的病情,对于采取治疗措施具有很大的价值。

3、糖尿病检测糖尿病是一种常见的代谢性疾病,糖代谢异常是其主要表现。

在糖尿病的早期和中期,血液参数等常规检测结果可能正常,难以及时检测和诊断。

而微波成像技术可以通过对人体的穿透,检测病人内部组织的电磁特性,识别组织中的代谢异常,从而实现对糖尿病的早期检测和诊断。

微波光子W_波段宽带雷达成像技术研究

微波光子W_波段宽带雷达成像技术研究

第46卷 第1期2024年1月系统工程与电子技术SystemsEngineeringandElectronicsVol.46 No.1January 2024文章编号:1001 506X(2024)01 0130 07 网址:www.sys ele.com收稿日期:20220314;修回日期:20220428;网络优先出版日期:20220628。

网络优先出版地址:http:∥kns.cnki.net/kcms/detail/11.2422.TN.20220628.0901.002.html基金项目:上海市自然基金(20ZR1455000)资助课题 通讯作者.引用格式:江利中,颜露新,谭姗姗,等.微波光子W波段宽带雷达成像技术研究[J].系统工程与电子技术,2024,46(1):130 136.犚犲犳犲狉犲狀犮犲犳狅狉犿犪狋:JIANGLZ,YANLX,TANSS,etal.ResearchonW bandwidebandradarimagingtechnologybasedonmicrowavephotonicstechnology[J].SystemsEngineeringandElectronics,2024,46(1):130 136.微波光子犠波段宽带雷达成像技术研究江利中1,2, ,颜露新1,谭姗姗2,茹海忠3,杨明远2(1.华中科技大学人工智能与自动化学院,湖北武汉430074;2.上海无线电设备研究所,上海201109;3.上海卫星工程研究所,上海200240) 摘 要:W波段逆合成孔径雷达(inversesyntheticapertureradar,ISAR)具有成像分辨率高、成像距离远、体积小、重量轻等特点,适用于机载、弹载、星载等应用领域,是雷达系统中的一个重要的研究方向。

微波光子技术由于具有高频、大带宽、低传输损耗等优势,是克服传统雷达面临“电子瓶颈”效应的主要手段。

本文提出一种基于微波光子技术实现的W波段调频信号体制ISAR成像系统。

微波成像技术在医学检测领域的应用研究

微波成像技术在医学检测领域的应用研究

微波成像技术在医学检测领域的应用研究微波成像技术是一种新兴的无损检测技术,它利用微波信号穿透物体并被接收器捕捉,通过对信号的处理和分析,可以得到物体内部的结构,识别出可能存在的异常。

近年来,人们对微波成像技术在医学检测领域中的应用越来越感兴趣,因为它具有无辐射、快速、准确等优点,可以对早期病变进行有效监测和诊断。

本文将探讨微波成像技术在医学检测领域的应用研究,包括技术原理、优势和限制、应用前景等方面。

一、技术原理微波成像技术利用高频微波信号穿透物体,并产生被物体组织吸收、散射和反射的反演波。

这些反演波经过接收器的接收和处理,形成以物体组织结构为基础的图像。

微波成像技术可以利用极低功率的微波光束在短时间内扫描每一个特定区域,之后再将采集到的微波信号进行分析和处理,从而获得断层图像和组织结构图像。

二、优势和限制微波成像技术在医学检测领域有很多优势。

首先,它不会对人体产生辐射和伤害,因为其能量极小,是一种无损检测技术。

其次,在检测速度方面,它比其他成像技术更快速和高效,可以在几秒钟内捕捉到物体的不同信息。

此外,微波技术可以很好地穿透不同类型的组织,如乳腺纤维瘤、肝癌、肺癌、甲状腺结节等,并利用微波信号的吸收、散射和反射等特性,获得更加准确和清晰的图像信息。

然而,微波成像技术也有一些限制。

首先,它需要相对较高的技术和专业知识,才能正确地进行信号处理和图像分析。

因此,对于医生和研究人员来说,需要更多的训练和实践,才能熟练地运用该技术。

其次,微波成像技术的分辨率较低,不同区域的组织密度和构成可能相似,导致图像分析和诊断的困难。

因此,进一步提高其分辨率和灵敏性,是未来微波成像技术发展的关键。

三、应用前景微波成像技术在医学检测领域的应用前景广阔。

目前,该技术已经被用于肝癌和乳腺癌等主要癌症的早期检测和诊断。

同时,微波技术还可以用于修复手术前后的组织结构检测,帮助医生确定肿瘤部位和大小,评估手术效果。

此外,微波技术还可以用于心血管和神经系统方面的疾病检测和监测。

医学成像(影像)技术类型及其原理

医学成像(影像)技术类型及其原理

医学成像(影像)技术类型及其原理
随着科技的进步,医学成像技术有了长足的发展。

医学成像是指医学影像数据的形成过程,也指形成医学成像(现代医学成像)的技术或装置。

医学成像技术是借助于某种能量与生物体的相互作用,提取生物体内组织或器官的形态、结构以及某些生理功能的信息,为生物组织研究和临床诊断提供影像信息的一门科学。

一、医学成像(影像)设备的共同特征
能量发射源、效应组织、探测器、处理器、显示器
二、医学成像(影像)技术的类型
(1) X 射线影像(2)核磁共振成像(3)核素显像(核医学成像技术) (4)超声成像(5) 阻抗成像(6) 热、微波成像(7) 光学成像
前四种用途最广泛,容易推广普及,称为四大医学成像技术。

不同类型的医学影像具有优势互补作用
三、各种医学成像(影像)原理
1 、X 线成像原理
1895 年伦琴发现了X 射线(X-ray),这是19 世纪医学诊断学上最伟大的发现。

X-ray 透视和摄影技术作为最早的医学影像技术,直到今天还是使用最普遍且
有相当大的临床诊断价值的一种医学诊断方法。

X 线成像系统检测的信号是穿透组织后的X 线强度,反映人体不同组织对X 线吸收系数的差别,即组织厚
度及密度的差异;图像所显示的是组织、器官和病变部位的形状。

2、磁共振成像原理
磁共振(MRI)成像系统检测的信号是生物组织中的原子核所发出的磁共振信号。

原子核在外加磁场的作用下接受特定射频脉冲时会发生共振现象,MRI 系。

微波在医学上的应用研究

微波在医学上的应用研究

哈尔滨师范大学毕业论文题目微波在医学上的应用研究学生朱万春指导教师姚秀伟年级 2008级专业物理学系别物理系学院物理与电子工程学院学士学位论文题目微波在医学上的应用研究学生朱万春指导教师姚秀伟年级 2008级专业物理学系别物理系学院物理与电子工程学院微波在医学上的应用研究朱万春摘要:微波在医学方面的应用也属于微波的加热作用。

利用微波对生物体的热效应,选择局部加热,是一种有效地热疗方法,临床上可用来探测和治疗人体的各种疾病。

微波的医学应用主要包括微波诊断、微波治疗、微波解冻(外科手术中,可用微波来解冻冷藏的血液或器官)、微波解毒和微波杀菌等。

关键词:微波医学应用微波治疗在国际、中国已经应用多年,其疗效已得到世界医务界的肯定。

在手术时以其优越的止血效果,先进的作用原理,微小的组织损伤,而被喻为取代电灼、冷冻、激光的新技术。

微波治疗仪是一种利用微波对各种疾病进行治疗的新型医疗仪器。

它除具有深表加热的特点外,还具有操作方便,定位准确,安全性高以及造价低,仪器结构紧凑,适应性广泛等优点。

通过配备不同的附件设备,可对多种疾病进行治疗。

微波治疗仪其是在微波技术,传感器、自动控制、计算机软件和硬件等高科技术的综合体,是一种既安全、方便、良好的手术治疗方法,无需麻醉,可在门诊直接完成。

该治疗仪在治疗前列腺病患(前列腺增生(BPH)、前列腺炎)和女性非淋菌性阴道炎、宫颈炎具有很好的疗效。

WB-3100微波治疗仪正在成为泌尿外科和妇科的一种主要设备,正在被中国各大医院、专科门诊、计划生育指导站所认识、熟悉和使用。

一、微波诊断目前已经得到了人体组织的介电特性及各种组织器官在不同频率下的介电常数、介电损耗。

当组织病变时,其形态或结构发生变化,用微波技术测量这些介电特性的变化可用作诊断疾病的基础。

据文献报道的有:微波诊断肺气肿、肺水肿;用微波热象法诊断肿瘤,用相关式辐射计诊断肿瘤并确定其位置;用微波共振吸收诊断肿瘤;用微波核磁共振、顺磁共振诊断肿瘤或其他疾病,尤其是近年来迅速发展的核磁共振成像技术(NMR)正在逐步取代X射线、CT等。

医学成像技术

医学成像技术
• 70年代迅速兴起了介入放射学(interventional radiology),介入超声和超声组织定位,MRI和 CT的立体组织定位等,以及PET在分子水平上利 用影像技术研究人体心、脑代谢和受体功能,大 大扩展了本专业的应用领域。
• 近年来,我国医学影像学发展非常迅速,医学影像设备不 断更新,检查技术不断完善,介入治疗的效果已提高到一 个新的水平,并有力地促进了临床医学的发展。
• 问题:医学成像的目的是什么?
通过各种方式探测人体,获得人体内部结构的形态、 功能等信息,将其转变为各种图像显示出来,进 行医学研究和诊断。
医学影像学的组成
医学影像学的主要内容
专业现状及发展前景
• 伦琴(wilhelm konrad Roentgen) 1895 年发现X线以后不久, X线就被用于对人体 进行检测,从而形成了放射诊断学 (diagnostic radiology)的新学科,并奠 定了医学影像学 (medical imaging)的基 础。
电图记录,比人工取片、查寻等更省时省力。 ※ 从临床使用的角度来看,其操作的实时性和获
得图像信息的可靠性,尤其可贵。
• 医学成像系统的发展趋势
医学成像系统将向着从模拟图像到数字图像、 从平面图像到立体图像、从局部图像到整体图像、 从宏观图像到微观图像、从静态图像到动态图像、 从形态图像到功能图像、从单一图像到综合图像 等方向发展。即是要获得多时相(动态)图像、 多维图像、多参数图像、多模式图像,以供临床 多种诊断指标(包括病灶检测、定性、脏器功能 评估、血流估计等)、治疗(包括三维定位、体 积计算、外科手术规划等)的多种参考以及多地 域显示观察。
第三节 医学成像技术展望
• 现代医学影像学未来发展趋向: 在保证人身安全的前提下,努力改进信息

一种基于微波信号的成像方法[发明专利]

一种基于微波信号的成像方法[发明专利]

专利名称:一种基于微波信号的成像方法
专利类型:发明专利
发明人:葛建军,刘光宏,冷英,李晓林,张德,韩阔业,江冕申请号:CN201911006452.X
申请日:20191022
公开号:CN110554384A
公开日:
20191210
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种基于微波信号的成像方法,包括:向被检测物体发射微波信号;对所述微波信号的回波信号进行采集;对采集到的回波信号进行采样,形成回波矩阵;对回波矩阵进行扩展,对扩展后的回波矩阵依次进行信号筛选、时延补偿及叠加处理,根据叠加处理后的回波矩阵生成被检测物体的二维共焦图像;对所有二维共焦图像进行高度向三维成像,生成被检测物体三维图像。

本发明实施例提供的基于微波信号的成像方法,基于向被检测物体发射微波信号的方法,通过二维共焦和基于组稀疏的高度向成像方法,实现被检测物体的三维快速重建成像。

申请人:中国电子科技集团公司信息科学研究院
地址:100086 北京市海淀区四道口北街36号院4号楼
国籍:CN
代理机构:北京辰权知识产权代理有限公司
代理人:刘广达
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微波医学成像技术的应用前景

微波医学成像技术的应用前景

微波医学成像技术的应用前景微波医学成像技术,作为一种新兴的医学影像技术,已经得到了广泛的关注和研究。

随着微波技术的不断发展和应用,该技术在临床医学中的应用前景越来越受到人们的关注。

一、微波医学成像技术简介微波医学成像技术是一种以微波技术为基础的医学成像技术。

它主要是利用微波的穿透性、反射性和散射性等特性来实现人体内部的成像。

与传统的成像技术相比,微波医学成像技术具有无辐射、无损伤、无痛苦等优点。

此外,由于微波具有特别的透穿性和穿透力,因而其在检测黑色素瘤、乳腺癌、皮肤癌等病变方面,也具有较高的敏感性和准确性。

二、微波医学成像技术的应用前景作为一种新兴的医学影像技术,微波医学成像技术在临床医学中的应用前景是非常广阔的。

下面我们具体来分析其应用前景:1、用于早期癌症的筛查微波医学成像技术在癌症筛查方面具有较高的敏感性和准确度,特别是对于乳腺癌、肺癌、皮肤癌等早期癌症的筛查,具有十分重要的意义。

此外,该技术还可以帮助医生进行乳房密度检测,为女性的乳腺癌预防和治疗提供有力的支持。

2、用于感染和炎症的检测微波医学成像技术还可以用于感染和炎症的检测。

该技术可以直接检测人体的组织和细胞内的水分分布情况,因此对于感染和炎症的检测有很高的灵敏度。

在临床医学中,该技术已经被广泛应用于眼部感染、皮肤感染、泌尿系统感染等病症的检测和治疗中。

3、用于心血管方面的检测微波医学成像技术在心血管方面的应用也逐渐得到了人们的重视。

该技术可以检测血管老化、血管狭窄等情况,并且可以对血管内膜和血管壁进行检测和分析。

此外,该技术还可以应用于心脏病的检测和治疗。

4、用于脑部疾病的检测微波医学成像技术还可以用于脑部疾病的检测。

该技术可以检测脑部的水分分布以及脑部组织的密度、形态等情况,因此对于脑部疾病的检测和治疗有重要的帮助。

同时,该技术还可以用于脑卒中、阿尔茨海默病、癫痫等疾病的诊断和治疗。

三、微波医学成像技术存在的问题和挑战微波医学成像技术虽然有很多优点,但是也存在一些问题和挑战。

超声回波成像的基本原理

超声回波成像的基本原理

超声回波成像的基本原理
超声回波成像是一种常见的医学检查方法,它利用超声波在人体组织中的传播和反射特性,生成图像以观察人体内部结构。

其基本原理是利用超声波在组织中的传播速度和反射来获得图像信息。

当超声波遇到不同密度的组织时,会发生反射和折射,形成回波。

这些回波被接收器捕捉并转化成电信号,然后经过处理后形成图像。

不同密度的组织会产生不同的回波强度和时间延迟,从而形成不同的灰度值和图像特征。

超声回波成像具有非侵入性、无辐射、无痛苦等优点,可用于检测肝脏、心脏、子宫等器官的病变。

但是,由于超声波在不同组织中的传播速度不同,会导致图像失真和分辨率降低等问题。

因此,在使用超声回波成像时,需要注意选择适当的探头和参数,以获得更准确的诊断结果。

epi回波平面成像快速成像的原理.

epi回波平面成像快速成像的原理.

EPI回波平面成像快速成像的原理1.概述EPI(Echo Planar Imaging)是一种在核磁共振成像中广泛应用的成像技术,它具有成像速度快、对动态过程的观察能力强等优点,因此在临床诊断和研究领域得到了广泛的应用。

本文将介绍EPI回波平面成像快速成像的原理,帮助读者对该技术有更深入的了解。

2.EPI成像原理EPI成像原理基于核磁共振的信号获取和成像原理。

核磁共振成像是利用静磁场、射频脉冲和梯度磁场对人体组织进行成像的一种影像学技术。

EPI成像是核磁共振成像中的一种快速成像技术,它通过将空间域和频率域的采样转换为时间域的连续采样,从而实现了快速成像。

3.频率编码和相位编码EPI成像过程中,首先进行频率编码和相位编码。

在频率编码中,应用梯度磁场对磁共振信号进行频率编码,使不同位置的磁共振信号具有不同的频率。

在相位编码中,同样应用梯度磁场对磁共振信号进行相位编码,使不同位置的磁共振信号具有不同的相位。

4.梯度脉冲在EPI成像中,梯度脉冲的设计十分关键。

梯度脉冲可以通过改变强度和方向来对磁共振信号进行编码。

在EPI成像中,由于使用了快速的梯度脉冲,使得磁共振信号在空间中可以快速地编码,从而加速了成像过程。

5.回波平面成像EPI成像中的回波平面成像是指在频率编码和相位编码之后,将编码得到的磁共振信号通过快速采样得到成像。

这一过程要求快速而准确的数据采集系统,以确保获取高质量的成像结果。

6.并行成像在EPI成像中,为了进一步提高成像速度和分辨率,可以采用并行成像技术。

并行成像技术可以同时获取多个不同位置的磁共振信号,从而大大提高了成像速度。

利用并行成像技术还可以减少成像过程中的伪影和畸变,得到更准确的成像结果。

7.应用领域EPI成像由于其快速成像、对动态过程的观察能力强等优点,目前在临床诊断和科研领域得到了广泛的应用。

特别是在神经影像学、心脏影像学、肝胆影像学等领域,EPI成像具有重要的应用价值。

8.结语总结来说,EPI回波平面成像快速成像的原理是基于核磁共振的成像原理,通过频率编码、相位编码和梯度脉冲来对磁共振信号进行编码,然后通过快速采样获取成像。

微波近场扫描显微镜无损介质层透视探测成像

微波近场扫描显微镜无损介质层透视探测成像

微波近场扫描显微镜无损介质层透视探测成像马慧瑾;白明;邵一鹏;苗俊刚【摘要】在分析新型微波近场扫描显微镜同轴谐振腔工作模式的基础上,采用了S 参量测量谐振腔多谐振频点S21幅值和相位的工作方式.为满足探测非透明物体内部隐藏结构的需求,利用谐振腔微扰理论和隐失场探测原理,实验测得介质层下金属隐藏结构的扫描微波图像,实现约0.01λ超分辨率的清晰图像.讨论了采用微波近场扫描显微镜方法进行的非透明物体内部无损探测技术,为进一步应用于物体内部无损探测和检验提供了重要的研究基础.%Based on analyzing the coaxial resonator mode of new scanning evanescent microwave microscope (SEMM), a woking mode that the S21 amplitude and phase under multi-resonant frequencies is measured with S parameter is adopted. To meet the demand of detecting internal hidden structure of opaque objects, the cavity perturbation theory and evanescent field detection principle is employed. The scanning microwave images of internal hidden metal structure beneath a dielectric layer were obtained in the experiments, and clear images of 0. 01A super resolution were attained. This paper discussed the non-destructive internal detection technology of scanning evanescent microwave microscope, and provided an important research foundation for internal non-destructive examination and quality control of objects.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)010【总页数】5页(P68-72)【关键词】无损透视探测;微波近场扫描显微镜;隐失场;电容加载同轴谐振腔;探针【作者】马慧瑾;白明;邵一鹏;苗俊刚【作者单位】北京航空航天大学,北京 100191;北京航空航天大学,北京 100191;北京航空航天大学,北京 100191;北京航空航天大学,北京 100191【正文语种】中文【中图分类】TN015-;TN040 引言随着工业技术高速发展,无损检测在提高产品质量、降低生产成本、和延长产品使用寿命等方面起到越来越重要的作用。

SMIM扫描微波阻抗显微镜原理与应用介绍ppt课件

SMIM扫描微波阻抗显微镜原理与应用介绍ppt课件

sMIM的测量实例与应用
左图为扫描图示样本 时的成像,(b)为 AFM形貌图; (c) 为介电通道成像;( d)为电导通道成像 。可见内部信息主要 反映在电容的变化信 息上;图示横截面可 获 得 ΔV~60mV ; 分 辨率为120nm。
sMIM的测量实例与应用
图示为对In2Se3的测量 结果;在不同的输入阻 抗区测量得到的结果不 同;对测量出的结果需 要进行有限元分析来模 拟。
Reference
[1]Lai K, Ji M B, Leindecker N, et al. Atomic-force-microscope-compatible near-field scanning microwave microscope with separated excitation and sensing probes[J]. Review of Scientific Instruments, 2007, 78(6):063702-063702-5. [2]Mohit Tuteja, Prakash Koirala, Scott MacLaren, et al. Direct observation of electrical properties of grain boundaries in sputter-deposited CdTe using scan-probe microwave reflectivity based capacitance measurements[J]. Applied Physics Letters, 2015, 107. [3]Lai K, Kundhikanjana W, Kelly M, et al. Modeling and characterization of a cantilever-based near-field scanning microwave impedance microscope[J]. Review of Scientific Instruments, 2008, 79(6):063703-063703-6. [4]Keilmann F, Huber A J, Hillenbrand R. Nanoscale Conductivity Contrast by Scattering-Type Near-Field Optical Microscopy in the Visible, Infrared and THz Domains[J]. Journal of Infrared Millimeter & Terahertz Waves, 2009, 30(12):1255-1268. [5]Lai K, Kundhikanjana W, Kelly M A, et al. Nanoscale microwave microscopy using shielded cantilever probes[J]. Applied Nanoscience, 2011, 1(1):13-18. [6]Barker D J, Jackson T J, Suherman P M, et al. Uncertainties in the permittivity of thin films extracted from measurements with near field microwave microscopy calibrated by an image charge model[J]. Measurement Science & Technology, 2014, 25(10):2504-2504. [7]Friedman S, Amster O, Yang Y. Recent advances in scanning Microwave Impedance Microscopy (sMIM) for nano-scale measurements and industrial applications[C]// SPIE NanoScience + Engineering. International Society for Optics and Photonics, 2014.

微波成像

微波成像

微波成像微波成像是指以微波作为信息载体的一种成像手段,其原理是用微波照射被测物体,然后通过物体外部散射场的测量值来重构物体的形状或(复)介电常数分布。

微波是频率在300MHz~300GHz,相应波长为1m~1mm的电磁波。

与无线电波相比,微波具有频率高、频带宽、信息容量大、波长短、能穿透电离层和方向性好等特点,微波成像是指以微波作为信息载体的一种成像手段,其原理是用微波照射被测物体,然后通过物体外部散射场的测量值来重构物体的形状或(复)介电常数分布。

由于介电常数大小与生物组织含水量密切相关,故微波成像非常适合对生物组织成像,当大的不连续性限制了超声波成像的效率,生物组织的低密度限制了X射线的使用时,微波却可以发挥独特的作用,获得其它成像手段无法获得的信息。

微波成像具有安全、成本低、理论上可对温度成像等特点成像是个逆散射的问题,其根据散射的回波信号反演提取目标特征信息。

现在,为人们所熟知的X光、激光、声波、微波、毫米波等多种成像技术,只是选择的信息载体与目标的相互作用不同而已。

而微波成像是依赖电磁波与目标的相互作用,从散射回波信号中挖掘、提取目标信息,重构目标特征。

其主要困难在于微波波长与被测生物体尺寸接近,衍射作用明显,不能使用类似于X射线的投影成像方法,只能采用更加复杂的基于逆散射的反演算法作为成像反演计算出发的电磁散射方程,不但是一个非线性方程,求解困难,计算耗时长,而且属于病态方程,求解是不稳定的,微小误差会造成计算结果的巨大偏离微波CT微波成像过程中广泛使用最初是应用于医学上CT图像重建的一种方法,时域紧缩场微波成像算法与此类似,其原理是:将成像区域内的每一个分辨单元视为一个辐射点,首先得到某辐射点在各角度下的辐射功率,将这些功率相加即可得到该辐射点的总辐射强度。

求出该目标成像区域内所有辐射点的辐射功率强度,对这些功率归一化后逐个描点,即可得到成像区域的灰度图。

从发射出来的微波作用到生物体,将有(1)直射穿过生物组织的波,又称为透射波;(2)经生物体衍射和反射从斜偏方向入射来的波;(3)投射到生物体内部的微波激励生物组织,发出属于微波范围的电磁波。

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微波近场回波的医学成像方法研究
【摘要】:乳腺癌近场微波成像技术是根据乳腺癌组织和正常乳腺组织的介电常数的差异,经微波照射获得目标组织回波,通过分析回波的特性,进而确定探测目标的特性;并通过对多个探测点的数据进行联合分析,反演计算得出乳腺内部的介电常数特性分布,进而显示成像的技术。

微波具有探测功率小(mw级)、对人体无害等优点,这一技术在目前乳腺疾病高发的背景下作为健康普查辅助手段具有很好的应用前景。

由于微波穿过不均匀介质时的复杂散射特性,使得微波散射波和乳腺内部组织的电磁特性参数之间呈非线性关系。

这种非线性关系使得通过组织散射回波来解决组织特性定性问题变得相对复杂。

论文将从乳腺组织的电磁特性研究出发,建立适合活体乳腺组织的介质模型,以此来分析微波在乳腺组织中的传播。

同时应用电磁理论知识对微波在乳腺中的传输机制作出评估,得到传输上下限估值关系,并利用实验对其作出验证。

最后提出适合于近场环境下乳腺组织对微波传输作用机制而形成数据的处理方法。

论文以乳腺介质模型为讨论的基础,沿乳腺组织介质模型-信号激励数据获取模型-多数据联合计算成像模型-数据处理计算综合平台的技术路线进行组织,并对每个具体环节做详细的探讨。

论文讨论的内容主要包括以下几个方面:第一,在乳腺介质模型上,将基于前人研究的基础,结合活体乳腺组织的特点提出适合于实际计算的乳腺介质模型,并详细讨论该乳腺介质模型的计算及其实验验证的过程,找出适合于实际计算环境的数据处理办法。


模型计算讨论中,首先从非均匀介质中电磁场特点出发,利用组织本身的非磁性特点,推导乳腺组织介质中电磁场方程的关系。

其次对近场区组织和电磁场之间的作用关系的上下限做出评估,为后文的数据处理给出理论依据。

最后,论文通过设计实验来检验以上模型理论和实践的符合程度。

第二,以乳腺介质模型为基础,讨论进入活体乳腺的微波激励和数据获取模型机制。

本部分将详细讨论针对单采样点获取信号的方法。

针对实际信号的特点提出了适合于该类信号处理的四周期迭代算法;利用实际系统本身的状态提出辅助信号的处理技术;设计相应的实验验证数据提取的效果;并在实验的基础上,进一步提出近场环境下微波在乳腺内部传输数据补偿的关系。

为多数据联合计算时,数据间的整合提供理论和实验依据。

第三,以单采样点数据整合为基础,对多个采样数据进行联合分析计算,论文从计算空间模型出发,按照先简单后复杂,先考虑线性计算后考虑非线性计算的思路,先后对几种可能的计算模型进行分析,并在相应的仿真计算结果的基础上讨论算法的计算效果。

在线性算法方面,通过对傅里叶变换反演方法、奇异函数希尔伯特方法和二维线性叠加重建算法等算法的讨论,找出线性化方法在实际近场反演计算应用中的限制,为在实际的整合计算中提出解决的办法提供参考。

论文在综合前面线性计算经验基础上,提出数据的回填迭代算法,通过对回填误差关系的考察,利用动力学系统不动点理论对算法的收敛特性进行讨论。

最后,从雷达轮廓函数获取的角度,考虑到组织散射背景的作用,在引入最小作用原理基础上,对探测的三维目标空间进行尝试背景逐层剥离反演重建。

为多采样点数
数据联合计算提供一个较完备的理论基础。

第四,在多点计算模型基础上,对实际的数据计算过程进行综合分析。

结合实际的采样需求,先设计了“刀肉”实验,在对实际系统的参数和实验数据计算的系统参数之间进行逆向验证的基础上,对比已知的目标空间参数和计算得到的结果参数之间的关系,分析误差的可能来源,优化实际采样时的操作过程,进而优化从单点数据到显示成像的数据处理流程。

为搭建实际数据计算处理平台提供可靠的理论和实验的基础。

第五,在整合多点数据处理的基础上,讨论使用编程实现的实际系统处理软件本身,以及软件对由合作单位提供的50个实际病例的处理结果。

主要讨论软件对采样数据处理的流程、显示成像中对可疑目标的标示等;选择软件编制过程中涉及到的一些主要技术如反演计算下限提取等做重点讨论。

最后,总结全文,对当前面临的问题和未来该技术的发展的方向作出简要的总结。

本文为近场环境下早期乳腺肿瘤的检测提供了一种医学影像成像方法。

【关键词】:近场微波乳腺癌介电常数差异成像
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:R737.9;TP391.41
【目录】:摘要8-10ABSTRACT10-13目录13-15图示目录15-19第一
章绪论19-241.1微波近场乳腺癌研究项目继承性19-211.2本文的主要工作和各章的内容安排21-24第二章乳腺介质模型及其系统信号收发机制24-492.1乳房组织和恶性肿瘤的电磁特性及其介质模型24-272.2乳腺介质模型下的微波散射计算27-322.3BRATUMASS系统对传输模型的验证32-372.4微波信号的发射与接收机制37-432.5BRATUMASS系统目标回波特性分析43-472.6本章小结47-49第三章BRATUMASS系统单点探测信号的特征及其分析49-733.1瞬时频率的确定及其经验模式分解方法49-563.2BRATUMASS系统信号的特征谱线及其弱信号的分离56-583.3普适变换在回波信号特征分析中的应用58-643.4辅助信号方法在回波信号特征分析中的应用64-683.5单点探测信号分析应用于乳腺半径的估计及其传输补偿关系68-723.6本章小结72-73第四章BRATUMASS系统多探测点联合成像模型73-944.1微波成像基础及其仿真计算空间约定73-764.2线性类反演方法76-854.3基于迭代的反演方法及误差分析85-904.4BRATUMASS系统三维重建90-934.5本章小结93-94第五章BRATUMASS系统微波近场图像重建94-1135.1BRATUMASS系统刀肉实验对系统参数的验证94-1005.2实际病例采样100-1015.3典型病例采样数据分析及其图像重建流程101-1065.4BRATUMASS探测空间的回波系数和组织介电常数的标识106-1115.5遗传算法在组织介电常数确定中的作用111-1125.6本章小结112-113第六章BRATUMASS系统图像反演软件及其病例处理结果与统计113-1346.1BRATUMASS系统图像反演软件数据处理流
程及其软件处理结果统计113-1216.2BRATUMASS系统图像反演计算下限提取121-1246.3BRATUMASS系统图像反演软件124-1326.4本章小结132-134第七章总结与展望134-137附录一遗传算法在组织介电常数确定的应用代码137-139附录二VC版微波近场乳腺癌探测数据处理终伪彩色映射代码139-142参考文献142-149作者在攻读博士学位期间的主要工作149-150致谢150 本论文购买请联系页眉网站。

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