集成經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸獬瑢拵⒉z測信號(hào)提取方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及微波成像【技術(shù)領(lǐng)域】，為能夠避免使用無腫瘤模型，可以直接從含有腫瘤信息的信號(hào)中提取出腫瘤響應(yīng)信號(hào)，且簡便快捷，能夠獲取足夠多的信息。為此，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，超寬帶微波檢測信號(hào)提取方法，包括如下步驟：1)利用發(fā)射天線發(fā)射超寬帶微波信號(hào)，利用接收天線接收來自乳房內(nèi)部的反射信號(hào)；2)確定yi(t)的所有局部極值點(diǎn)：3)令h(t)＝y(tǒng)i(t)-m(t)，如h(t)不滿足固有模式函數(shù)(IMF)條件，則視其為新的yi(t)；4)得到信號(hào)的第一個(gè)固有模式分量IMFci1＝h1k(t)及其分離后的余項(xiàng)r1(t)＝y(tǒng)i(t)-ci1；5)將r1(t)進(jìn)行同樣的篩選過程；6)利用不相關(guān)隨機(jī)序列的統(tǒng)計(jì)均值為零的原理處理；7)對(duì)該信號(hào)用共焦成像算法進(jìn)行成像，得到圖像。本發(fā)明主要應(yīng)用于微波成像。
【專利說明】集成經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸獬瑢拵⒉z測信號(hào)提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及微波成像，超寬帶無線檢測，生物醫(yī)學(xué)檢測裝置，信號(hào)處理，具體講，涉及集成經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸獬瑢拵⒉z測腫瘤信號(hào)提取方法。
技術(shù)背景
[0002]乳腺腫瘤是女性發(fā)病率最高的惡性腫瘤疾病，死亡率居?jì)D女惡性腫瘤死亡率之首。早期乳腺腫瘤的診斷無疑對(duì)于提高乳腺病的治療率以及患者的遠(yuǎn)期成活率都具有決定性意義。目前常用的早期乳腺癌的檢測方法包括乳腺X線攝影術(shù)、超聲波影像技術(shù)、計(jì)算機(jī)斷層掃描、核磁共振成像技術(shù)、熱成像檢測等，但諸多方法均存在一定的缺點(diǎn)，如對(duì)人體產(chǎn)生輻射傷害、成像對(duì)比度低、費(fèi)用較高等。超寬帶電磁波檢測乳腺癌的原理在于不同生物組織對(duì)電磁波的吸收、反射及透射特性不同，使得天線發(fā)射的脈沖信號(hào)在乳腺組織中傳播時(shí)所產(chǎn)生的電磁場能夠反映惡性組織的豐富信息。同時(shí)超寬帶微波信號(hào)具有輻射功率低、目標(biāo)信息攜載量大、提供毫米級(jí)定位和檢測成本較低等優(yōu)點(diǎn)，能作為早期乳腺檢測的常規(guī)手段。為了實(shí)現(xiàn)上述超寬帶的優(yōu)點(diǎn)，腫瘤信號(hào)的提取至關(guān)重要。常規(guī)的腫瘤信號(hào)提取方法是建立有腫瘤的乳房模型和無腫瘤的乳房模型，通過天線發(fā)出的超寬帶微波去分別探測有腫瘤的乳房模型和無腫瘤的乳房模型，得到包含腫瘤信息的信號(hào)減去無腫瘤信息的信號(hào)。實(shí)際情況中，由于病人的乳房結(jié)構(gòu)的不同，無腫瘤的信號(hào)是無法獲得的，即使建立模型，其同真實(shí)的乳房也是有誤差的。因此有必要開發(fā)適用于乳腺腫瘤檢測的腫瘤信號(hào)提取算法，直接從實(shí)際探測到的包含腫瘤信息的信號(hào)中提取腫瘤信號(hào)進(jìn)行成像。使得成像過程更加簡便，成像結(jié)果更加準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的腫瘤信號(hào)的提取算法，該算法能夠避免使用無腫瘤模型，可以直接從含有腫瘤信息的信號(hào)中提取出腫瘤響應(yīng)信號(hào)，且算法簡便快捷，能夠獲取足夠多的信息來對(duì)乳腺腫瘤進(jìn)行檢測。為此，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，超寬帶微波檢測信號(hào)提取方法，包括如下步驟:
[0004]I)利用發(fā)射天線發(fā)射超寬帶微波信號(hào)，利用接收天線接收來自乳房內(nèi)部的反射信號(hào)；對(duì)成像區(qū)域的每一點(diǎn)進(jìn)行掃描，得到的信號(hào)由y(t)表示；向信號(hào)y(t)中多次加入等長度的白噪聲ni(t)，即
[0005]Yi (t) = y(t) + ^ni(t) (I)
[0006]式中，yi(t)為第i次加入白噪聲后的信號(hào)；β為白噪聲系數(shù)。
[0007]2)確定yi(t)的所有局部極值點(diǎn)，通過三次樣條函數(shù)求取其上包絡(luò)U1 (t)和下包絡(luò)u2(t)的局部均值:

[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種集成經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸獬瑢拵⒉z測信號(hào)提取方法，其特征是，包括如下步驟: 1)利用發(fā)射天線發(fā)射超寬帶微波信號(hào)，利用接收天線接收來自乳房內(nèi)部的反射信號(hào)；對(duì)成像區(qū)域的每一點(diǎn)進(jìn)行掃描，得到的信號(hào)由y(t)表示；向信號(hào)y(t)中多次加入等長度的白噪聲Ili (t)，即
Yi (t) = y(t+ β ni(t) (1) 式中，yjt)為第i次加入白噪聲后的信號(hào)；β為白噪聲系數(shù)； 2)確定yi(t)的所有局部極值點(diǎn)，通過三次樣條函數(shù)求取其上包絡(luò)U1(t)和下包絡(luò)U2 (t)的局部均值:
2.如權(quán)利要求1所述的集成經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸獬瑢拵⒉z測信號(hào)提取方法，其特征是，天線一共十二個(gè)，均勻分布在乳房模型表面；其中一個(gè)發(fā)射中心頻率為5GHz的一階導(dǎo)高斯信號(hào)，其他十一個(gè)天線則接收信號(hào)。
【文檔編號(hào)】A61B5/05GK104013402SQ201410283492
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】肖夏, 李欽偉 申請(qǐng)人:天津大學(xué)