生物組織的微波毫米波電特性研究.pdf

1、癌癥是如今威脅人類健康的一種高發(fā)病率的疾病，近百年來人類一直與癌癥進(jìn)行著斗爭，近些年來對(duì)于癌癥的預(yù)防和治療越來越受到人類的關(guān)注。傳統(tǒng)的癌癥治療方法如化療和放療會(huì)對(duì)人體造成較高的危害和產(chǎn)生高昂的治療成本，微波成像和微波治療作為一種較新的檢測和治療癌癥的方法，具有精度高、穿透強(qiáng)、對(duì)人體傷害小等優(yōu)點(diǎn)。生物組織的電特性參數(shù)是微波成像和微波治療研究的基礎(chǔ)。科研工作者針對(duì)不同類型的病癥，根據(jù)腫瘤組織和正常組織的電特性參數(shù)差異，設(shè)計(jì)了適合不同特定情況

2、的癌癥早期檢測和癌癥治療的微波毫米波系統(tǒng)方案。因此，得到微波頻率的不同組織的電特性參數(shù)就顯得尤為重要。本課題設(shè)計(jì)了一種以共面波導(dǎo)為基礎(chǔ)的測量夾具系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)于測量生物組織準(zhǔn)確便捷，測試頻率范圍為1-5GHz，通過HFSS軟件進(jìn)行測量夾具系統(tǒng)的仿真模擬，使用仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)提取的驗(yàn)證。還基于該測量夾具提出了使用單夾具進(jìn)行儀器去嵌入的方法，并通過Matlab軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。本課題根據(jù)仿真模型加工了一套測試系統(tǒng)，通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測量

3、，測量得到的待測物的介電常數(shù)實(shí)部的誤差｜△ε/ε｜≤5％,測量損耗的誤差｜tanδ｜≤0.05。通過測量得到了幾種不同的生物組織的介電特性參數(shù)，為設(shè)計(jì)針對(duì)微波檢測和治療癌癥的電路系統(tǒng)做出了理論基礎(chǔ)。
　　本文的主要研究工作有：
　　1.對(duì)國內(nèi)外的介電常數(shù)測量方法及發(fā)展進(jìn)行綜述。本設(shè)計(jì)使用共面波導(dǎo)測量夾具，并對(duì)共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相應(yīng)的理論分析，通過分析不同結(jié)構(gòu)的共面波導(dǎo)得出相應(yīng)的計(jì)算公式，通過這些理論公式推導(dǎo)出相對(duì)介電常數(shù)的求