用于乳腺癌檢測的電阻抗掃描信號分析.pdf

1、乳腺電阻抗掃描成像(Electrical Impedance Scanning,EIS)技術是一種極具前途的無創(chuàng)乳腺惡性腫瘤檢測技術。研究表明,生物組織的電導率和電容率會隨著頻率變化而變化,并且不同的組織具有不同的頻響特性,據(jù)此可對乳腺組織進行特性分析。EIS即以生物組織的電阻抗特性作為理論依據(jù),通過向人體注入安全多頻激勵電流,采集響應信號,恢復出乳腺組織的電導分布情況,以檢測乳腺組織的止常與否。該技術安全,方便,非侵入,無輻射,因此具

2、有較為良好的應用前景。 本文采用實驗室研制的乳腺電阻抗掃描檢測系統(tǒng),對在200Hz～20kHz相對較低的頻率范圍內(nèi)掃描測量所得的病例導納數(shù)據(jù)進行分析。研究發(fā)現(xiàn),由于人體組織固有的復雜性,以及檢測過程中的一些系統(tǒng)影響因素,使用Cole等效模型的簡化模型擬合的測量數(shù)據(jù)在高頻數(shù)據(jù)段具有較大的誤差。文章驗證了這種誤差是由于模型的不匹配所導致的。針對在高頻段復阻抗值隨頻率增加而增加的情況,本文推測,隨著頻率的增高,在測量的過程中產(chǎn)生了含有

3、感抗性質(zhì)的效應元件,并提出在Cole簡化模型的基礎上串聯(lián)一個恒相位元(CPE),來擬合這一成分。使用非線性最小二乘方法對新的模型進行擬合,發(fā)現(xiàn)與測量數(shù)據(jù)符合較好,特別是可以大大減小高頻段的誤差。新的模型考慮了實際測量中存在的一些問題,進一步保證了特征參數(shù)的有效性。 從乳腺電阻抗數(shù)據(jù)的等效模型中可以提取多個特征參數(shù),這些特征參數(shù)對表征乳腺組織的電特性具有一定的意義,有些參數(shù)或參數(shù)的組合已經(jīng)被人為的賦予了物理意義,有些參數(shù)則是一種經(jīng)

4、驗性的表示,因此可以利用這些參數(shù)來進行乳腺癌的識別。本文考慮對這些參數(shù)進行多元分析,提取非參數(shù)性的或參數(shù)性的統(tǒng)計量進行識別。由于乳房組織的個體差異比較明顯,本文提出使用單個病例檢測數(shù)據(jù)的參數(shù)整體分布作參考,使其他檢測區(qū)域與該參考分布做相似性或相異性比較,以獲取衡量組織正常與否的評價參數(shù)用于成像。文中使用了相關系數(shù)法求取該相似性測度,并應用于成像,得到了較好的效果。 本文最后對乳腺電阻抗研究工作進行了總結(jié)和展望,給出了本研究所完成