基于共焦算法的微波成像系統(tǒng)研究.pdf

1、腦中風(fēng)是一種緊急病例，通常會引起腦部損傷，產(chǎn)生并發(fā)癥，甚至死亡。由腦中風(fēng)引起的死亡人數(shù)呈逐年上升的趨勢。傳統(tǒng)的治療藥物，如打破血塊的藥物，它雖然可以大大減少由中風(fēng)引起的損害，但只有在發(fā)病短期內(nèi)才是最有效的，長期就會造成大量的腦細(xì)胞死亡。因此，快速和及時的診斷起著至關(guān)重要的作用，特別是在中風(fēng)癥狀剛出現(xiàn)的幾個小時。
　　目前腦中風(fēng)檢查依靠大型的先進(jìn)器械、設(shè)備，例如CT掃描，核磁共振等，必須到醫(yī)院才能進(jìn)行，不能被用來作為一個經(jīng)常性的中風(fēng)

2、檢測方法。微波成像是指使用微波照射待測體，繼而通過待測體散射場的值來重新還原出待測體的(復(fù))介電常數(shù)分布，繼而還原出物體的形狀。因為介電常數(shù)的值和組織含水量具有十分重要的聯(lián)系，所以對于生物成像來說，微波成像具有得天獨厚的優(yōu)勢，使用超聲波進(jìn)行成像，波的不連續(xù)性會影響其效率，當(dāng)用 X射線時，生物組織具有的較低密度的特性在一定程度上也會影響它的使用，微波在成像時卻可以發(fā)揮出它獨特的特性，得到諸如超聲波、X射線無法達(dá)到的效果。微波成像具有安全、

3、成本低、理論上可對溫度成像等特點。
　　本文中的研究是基于共焦算法的微波成像腦中風(fēng)檢測系統(tǒng)，首先研究了微波腦中風(fēng)檢測的理論基礎(chǔ)，包括生物微波成像，矢量網(wǎng)絡(luò)分析分析儀的研究，其次，對為微波成像系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計，該系統(tǒng)利用超寬帶漸變開槽天線作為收發(fā)天線，用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）作為信號源，使天線發(fā)射超寬帶信號作用于被測物體。被測物體簡化頭部模型，將被測物體放置在旋轉(zhuǎn)平臺上，本文基于被測物體進(jìn)行了16和32個天線位置的數(shù)據(jù)采集。由于V

4、NA只有掃頻，無脈沖源，需要通過步進(jìn)頻率連續(xù)波采樣技術(shù)(SFCW)進(jìn)行有效采集，采集的過程是通過上位機(jī)控制矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和旋轉(zhuǎn)平臺進(jìn)行自動化采集，將采集到的S11和S21數(shù)據(jù)上傳至終端，后續(xù)處理利用重建算法進(jìn)行成像，重建算法選擇共焦算法，該算法是基于延時和求和的圖像重建算法，本文將共焦算法進(jìn)行改進(jìn)并用到成像系統(tǒng)中。最后，本文對成像結(jié)果進(jìn)行分析，本文通過模糊綜合判斷法進(jìn)行綜合判斷分析。最終結(jié)果準(zhǔn)確的檢測出異物的存在和位置關(guān)系，從而驗證了利