基于REIS的生物电阻抗特性检测方法与系统设计研究

【摘要】随着经济发展与人们健康意识的提高，人类更加关注疾病的预防与提早检测，乳腺癌作为威胁女性健康的“第一大杀手”，人们尤为重视，这就对乳腺疾病检测技术提出了更高的要求。目前常用乳腺疾病检测技术有：超声诊断、核磁共振成像(MRI)、乳腺X射线等，但检测效果不佳、价格昂贵、具有辐射性等缺点，限制了上述方法在乳腺癌早期检测中大规模使用。生物电阻抗检测技术作为新型的乳腺癌检测方法，利用恶性组织与正常组织电导率或电阻率之间的差异进行检测，主要包括电阻抗断层成像(ElectricalImpedanceTomography)技术和电阻抗扫描成像(ElectricalImpedanceScanning)技术，但两者都存在着空间分辨率低、计算量大等不足。本文借鉴现有检测方法的一些经验，分析生物组织等效模型与病变的关系，开发了一套基于共振频率阻抗谱（ResonanceElectricalImpedanceSpectroscopy，简称REIS）技术的容抗信息检测系统。本论文分析乳腺细胞组织、等效电路模型和组织病变三者之间的关系，确定了乳腺组织容抗特性在一定程度上反映乳腺组织病变状况，设计了一套采用DDS扫频技术，由电压电流转换电路、匹配电感以及模拟乳腺容抗负载等模块构成的6通道LC谐振系统并完成硬件设计和上位机软件系统的编程与调试，实现了一键式的数据采集和存储过程。通过该系统完成了大量数据实验，并利用多种数据处理方法进行了系统稳定性、可重复性与可分辨能力的测试。基于共振频率阻抗谱技术设计的乳腺癌早期检测系统简便易行、无损伤、低成本，在恶性肿瘤早期发现、早期预警有其独特的优势。除了期望能为祖国医学在恶性肿瘤诊断方面探索出一条新路外，也希望在乳腺癌早期阶段减少大型医疗仪器使用的频率，弥补边远落后地区医疗资源不足或减少医疗资源浪费。
【作者】刘晓娟；
【导师】厉力华；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，控制工程，2014，硕士
【关键词】共振频率阻抗谱；乳腺癌；容抗测量；风险评估；

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