导读:本文包含了微波热声论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:微波,乳腺癌,脉冲,声波,断层,甲状腺,最小化。
微波热声论文文献综述
陈杨,李加伍,罗燕,颜红梅,蒋华北[1]（2019）在《微波热声成像技术及其在乳腺癌检测及治疗中的研究进展》一文中研究指出微波热声成像(TAI)是一种新型的非侵入、非电离式无损医学成像方式,因其同时具有超声成像的高分辨率和微波成像的高对比度优势,近年来受到广泛的关注。本综述介绍了微波热声成像的技术原理、成像系统及成像特点。以乳腺癌的检测应用研究为例,介绍了TAI的高分辨率及高对比度在解决相应临床问题中的优势,并以此说明了TAI如何在医学诊断及治疗中发挥作用。最后,本综述从多方面、多视角介绍了TAI在医学诊断中的潜在应用前景,并针对TAI技术在现有医学诊断中面临的挑战,对该技术未来研究发展态势进行了展望。(本文来源于《生物医学工程学杂志》期刊2019年04期）
蒋运超[2]（2019）在《微波热声成像重建算法的优化及高性能计算平台的设计》一文中研究指出微波热声成像技术(Microwave-Induced Thermoacoustic Tomography,MI-TAT)同时融合了微波成像和超声成像技术的优点,从而可以获得具有高分辨率和高对比度的生物组织微波能量吸收图。通过定量重建算法对微波热声信号进行计算处理,不仅能清楚的呈现出生物组织的形态与结构图像,还能够精确的获得包括电导率在内的多种组织参数的数值分布信息。在指定的微波频率下,离体的乳腺癌组织与正常的脂肪组织间的电导率对比度高达到6:1甚至10:1。(最好补充诊断乳腺癌的依据,比如癌变组织和正常组织的电导率差异,这样使后文衔接更通顺)因此,微波热声成像技术在乳腺癌等病症的早期筛查与监控治疗方面具有广阔的应用前景。目前的定量微波热声重建算法为了获得理想的重建结果,需要收集足够多的生物组织受微波辐射而产生的热声信号,这就要求在待测生物组织四周中分布足够数量的大孔径角超声信号传感器。然而在实际的临床应用中,考虑到系统的硬件成本和检测环境,上述条件常常难以满足。另外,从重建算法本身来看,现有的定量重建算法是基于有限元法(Finite Element Method)进行计算的,而有限元计算需要大量的网格数据对对待测组织进行剖分计算。而有限元法固有的数据处理慢,占用计算资源等问题也随着网格的密度增加而越来越明显。这些问题都严重的限制了微波热声成像技术的进一步发展。为了解决微波热声成像中存在的问题,本文从以下两个方面开展研究:1.通过引入总变分最小化(TVM,Total Variation Minimization)技术,对现有的有限元定量重建算法进行优化。数值模拟和仿体实验的结果都显示,经过优化后的重建算法在少量的传感器和有限检测角度的情况下也能得到优质的重建结果,这将显着的降低设备成本和检测时间。同时,有限检测角度下优质的成像结果将拓展波热声成像技术的应用场景。2.设计出基于GPU(Graphics Processing Unit)的定量微波热声重建并行算法。分析表明,该并行算法大幅提升了现有定量算法的计算效率。同时,设计出重建程序的存储优化算法,减少存储空间。最后,设计出匹配该并行算法的高性能计算平台,整合硬件资源,实现了资源共享和算法一体化的目标。当前,微波热声成像技术正处从实验室研究迈向临床应用拓展的关键时期。本文的研究结果能有效地提升现有定量微波热声重建算法的成像质量和效率,所开发的新型优化算法和高性能计算平台有望为该技术的进一步发展奠定基础。(本文来源于《电子科技大学》期刊2019-04-20）
迟子惠[3]（2019）在《用于关节疾病及骨病的微波热声成像技术研究》一文中研究指出因为关节结构的复杂性和疾病的多样性,关节疾病的诊断一直是一个复杂的问题。且对于关节疾病和骨病,一旦病情发展到骨质的破坏,那么致残的进程则不可逆转。因此尽早确诊,对症干预治疗和疗效监测非常重要。当前临床影像学检测手段,如X线成像,计算机体层成像,超声成像,磁共振成像等,在评估关节疾病和骨病时均存在各自的优缺点。X线成像和计算机体层成像具有良好显示骨结构的优点。然而,它们对软组织的变化不敏感且使用电离辐射。超声成像是非电离的,对软组织有很好的评价。然而,超声成像难以显示软骨下骨的异常。磁共振成像具有较高的灵敏度、特异性和准确性,因此它是一种评估关节异常(包括软组织异常和骨异常)强有力的方法。然而,磁共振成像价格昂贵,在评估滑膜炎时涉及到造影剂的应用,可能不适用于疾病的长期、常规监测。综上,发展一种可协助此类疾病尽早确诊的,以及长期常规监测的新型影像学检测技术具有较大的临床意义。微波热声成像技术,是一种非入侵和非电离的新型医学成像方法。短脉冲微波辐射生物组织,生物组织吸收微波能量后热致伸缩产生超声波即热声信号,由热声信号重建出的图像则谱写了生物组织对微波吸收的分布。在此过程中,热声成像融合了微波成像高对比度、深穿透深度和超声成像高分辨率的优点。且热声成像便携易操作,至今已经被应用到乳腺癌检测,异物检测、脑成像、分子影像和血管成像等领域。针对临床关于诊断关节疾病和骨病的需求,本论文首次将微波热声成像技术应用到关节疾病及骨病检测。在体兔正常膝关节轴位热声图像证实了热声成像可以呈现具体的关节组织包括骨和多种软组织。在体人正常手指指间关节轴位热声断层扫描高保真地重建了各种解剖结构,人病态指间关节热声成像模拟实验为关节疾病和骨病的临床试点研究提供了进一步的指导。小型化四通道人指间关节热声成像系统的搭建方便了临床试点研究的进行,初步的临床试点研究证明了热声成像检测和辨别关节疾病的能力。反相位微波辐射方法克服了传统微波辐射场分布不均匀的缺点,从而提高了对关节中肌腱和骨的检测能力。开展了热声成像监测大鼠骨质疏松形成的实验研究,探索了骨质疏松形成的生理变化机制。本论文的工作为微波热声成像技术临床应用于关节疾病和骨病的检测和监测奠定了基础。本论文的工作内容:1、基于现有的实验室系统,分析了关节热声成像的可行性,并进行了离体兔正常膝关节轴位和冠状位的热声成像实验,对可行性进行了一定程度的验证。确定专注轴位成像以更好地显示多种组织,进而设计了在体兔正常膝关节轴位热声成像的支架,对数个兔膝关节进行热声成像,并用解剖图验证热声成像结果。结果表明,在多个膝关节组织的形状和大小方面,重建的热声图像与膝关节解剖图片有很高的相似性,可以清晰地显示不同的关节组织。2、为了更快地向临床试点研究推进,对在体人正常手指指间关节进行了微波热声成像。对一根手指进行了冠状位、矢状位和轴位的热声成像尝试,确定关注轴位成像以更好地显示多种组织,设计了指间关节轴位热声成像的支架。然后使用线聚焦探头进行了多根完整手指的轴位热声断层扫描,并采用轴位T1加权磁共振成像(3.0T)验证热声成像结果。对所有手指图像进行二维热声和磁共振对比分析,发现各种关节内和关节外组织高保真地显示在热声图像中。此外,还构建了人病态指间关节模型进行热声成像数值模拟实验,以展示热声成像如何用于检测关节疾病。3、为了方便临床试点研究,搭建了小型化四通道在体人指间关节微波热声成像系统。此系统可以实现快速的完整指间关节成像,可以使得被试者更加舒适,并方便移动。此系统已经用于临床试点研究,前期的实验结果表明,热声成像可以定位类风湿性关节炎的病灶和银屑病关节炎的病灶,呈现关节炎的不同病程阶段,并区分两种关节炎。4、提出并搭建了一种基于反相位微波辐射的新型热声成像系统。与传统的喇叭天线或波导辐射、同相位微波辐射相比,反相位微波辐射能在关节组织内产生相对均匀的电场分布,均匀电场分布可以增强完全描绘关节中肌腱和骨的能力,来克服传统微波辐射的局限性。5、对在体大鼠胫骨骨质疏松进行了微波热声成像实验研究。对骨质疏松热声成像进行了可行性分析。然后选定用于分析的成像层面,设计大鼠固定支架以满足在体胫骨成像,确定分析方法和造模方法,从而制定了热声成像监测骨质疏松形成的实验方案。在模型形成的时间里,对数只模型大鼠和假手术大鼠进行热声成像监测,并在热声成像监测完成后用微计算机断层扫描技术验证模型组和假手术组。分析表明,模型形成过程中,数只模型大鼠胫骨归一化热声信号强度在不同的监测时间点存在相似的升高和降低,而假手术组大鼠胫骨归一化热声信号强度呈上升趋势。(本文来源于《电子科技大学》期刊2019-04-01）
王雪,黄林,迟子惠,蒋华北[4]（2019）在《微波热声成像技术用于人体甲状腺检测》一文中研究指出本文首次通过人体实验验证了微波热声成像技术用于人体甲状腺检测的可行性.文章首先讨论了该技术用于人体甲状腺检测的可行性;然后对3名志愿者的健康甲状腺进行了微波热声成像实验.结果表明:微波热声成像能够对人体健康甲状腺进行清晰成像,能够真实反映皮肤、甲状腺和气管等不同组织的结构特征;并且一次完整的检测过程时间约5 s,系统操作简单成像快速.综上所述,微波热声成像技术有望为甲状腺疾病的基础研究和临床诊断提供一种新的影像学参考.(本文来源于《生物化学与生物物理进展》期刊2019年01期）
徐丽凡,王雄[5]（2018）在《基于压缩感知热声成像的乳腺癌微波热疗监控技术》一文中研究指出文章提出了一种用于实时监控乳腺癌微波热治疗中微波功率分布的方法,该方法基于热声成像技术并辅以压缩感知来提升实时成像效率。本文使用与真实乳房参数特性一致的叁维乳房模型对此方法进行仿真研究,结果初步验证了方法的可行性。(本文来源于《2018年全国微波毫米波会议论文集(上册)》期刊2018-05-06）
崔永胜,计钟[6]（2018）在《微波热声实时成像系统及应用》一文中研究指出本文建立了一套微波热声实时成像系统,该系统由脉冲微波发生器,多元环形探测器,多通道数据采集装置和数据重建装置共同组成。在实验中,利用填充盐水的两个塑料管验证其实时成像的性能,结果表明,该系统能够实现每秒16.7帧的成像速度。随后,对活体小鼠的正常区域和肿瘤区域分别进行热声成像,得到肿瘤和正常区域的对比度为1.7∶1,证明了该系统在肿瘤检测中有较高的对比度。最后,利用该系统监控细管趋近离体肿瘤的过程。因此该系统有望应用于实时监测。综上所述,该热声成像系统具有无损,成像速度快和大视场的良好性能,有望在生物医学中得到广泛的应用,尤其在肿瘤筛查和实时监控方面发挥作用。(本文来源于《激光生物学报》期刊2018年01期）
黄林[7]（2015）在《用于乳腺癌检测的微波热声成像技术研究》一文中研究指出微波热声成像技术能对生物组织介电特性分布进行高分辨率,高对比度成像,是一种具有广泛应用潜力和良好发展前景的新型无损医学影像方法。该技术以非电离辐射脉冲微波辐照生物组织,通过生物组织焦耳损耗和极化损耗吸收微波能量并引起热致伸缩产生超声波,以热致超声波作为信息载体反应受辐照部位对微波的吸收特性;因此,该技术不仅具有微波成像的高对比度特征,还具备超声成像的高分辨率能力。根据不同生理和病理状态组织的微波吸收差异特性,热声成像技术能够实现高分辨率、高对比度、非侵入式的无损医学检测。一方面乳腺癌肿瘤恶性增殖,导致乳腺癌组织水含量及粒子浓度比正常乳房组织高出许多,进而使得两者微波吸收差异较大(可以高达10:1),利于高对比度热声成像;另一方面,微波波长较长可轻易穿透整个乳房,具有较大热声成像深度;所以微波热声成像技术适合开展乳腺癌检测应用研究。同时,基于微波成像技术在手指关节以及多种脑血管和肿瘤疾病检测方面的研究进展,表明该类疾病也具有高微波热声响应特性,适宜开展微波热声成像检测技术的应用研究。基于以上分析,本论文以微波热声成像技术的乳腺癌检测为主要研究对象,从微波热声成像基本理论出发,重点介绍了定量微波热声成像重建算法;设计并搭建了微波热声层析成像和基于超短脉冲激励的高分辨率热声成像两套实验系统,构建了可用于MRI、光声和热声叁模态成像的技术平台;开展了乳腺癌临床前(仿体、人体乳腺癌离体切片、乳腺癌动物模型)定量微波热声成像实验研究,叁模态肿瘤活体成像实验研究,高分辨率热声成像以及手指关节、脑血管病和脑肿瘤疾病的热声成像可行性实验研究。主要内容为:1.设计并搭建了微波热声层析成像和基于超短脉冲的高分辨率热声成像两套系统;提出并构建了融合MRI,光声和热声成像的叁模态肿瘤成像检测平台;2.提出了一种能模拟真实乳腺癌和脑组织介电特性分布的仿体制作方法,并利用理论拟合和实验测试对该方法模拟组织介电特性分布的准确性进行了验证;同时,利用仿体,人体乳腺癌离体切片和乳腺癌动物模型活体实验,首次对微波热声成像技术定量检测乳腺癌的可行性进行了验证;3.设计并制作了可与MRI进行融合的多模态成像老鼠支架系统,成功实现了对肿瘤动物模型的叁模态成像和图像融合,实验结果表明:同时将肿瘤MRI揭示的局部形态学信息与肿瘤对光和微波吸收的功能性信息整合到一张图像上,更有利于对肿瘤的精确诊断;4.设计并搭建了基于传动轴带动超声探测器旋转的超短脉冲高分辨率热声成像数据采集模块,以及避免超短脉冲功率源干扰数据采集和控制模块电子学设备的电磁屏蔽系统。通过高频热声信号产生和成像实验对搭建的超短脉冲高分辨率热声成像系统性能进行了初步探索和验证;5.构建了用于手指关节成像的热声成像系统,通过将志愿者手指热声成像与MRI成像结果对比,验证了手指关节热声成像的可行性,开辟了热声手指成像研究新领域;同时,首次利用真实人头盖骨,对热声成像技术用于脑血管和肿瘤疾病成像检测的应用潜力进行了评估,通过脑出血,脑肿瘤仿体模型,以及分辨率实验验证了开展高分辨率热声脑成像研究的可行性,为开展多种脑疾病的诊疗和防治研究提供了一种新的技术手段。通过本文开展的实验和理论研究,充分验证了乳腺癌定量微波热声成像的临床可行性,为其临床实验开展及推广奠定了坚实的基础。针对早期乳腺癌检测对成像技术的高需求,本文提出融合MRI,光声和热声的叁模态成像技术来提高乳腺癌热声成像检测灵敏度和特异性;同时提出基于超短脉冲激励的高分辨率热声成像技术来提升乳腺癌热声成像分辨率和能量转换效率,更具临床实用价值。鉴于微波热声成像技术的优势,本文对其在手指关节和脑疾病方面的应用潜力进行了探索,验证了开展手指关节和脑疾病热声成像研究的可行性,开辟了热声成像应用研究的崭新领域。(本文来源于《电子科技大学》期刊2015-05-20）
毕欣,黄林,杜劲松,齐伟智,高扬[8]（2015）在《脉冲微波辐射场空间分布的热声成像研究》一文中研究指出微波热声成像技术具有非侵入式、高对比度、高分辨率和低成本等优点而日益受到重视,基于以上特点该技术有望发展成为早期乳腺癌常规或者辅助筛查手段.本文基于脉冲微波热声成像系统,利用软件仿真和对装有饱和盐水的塑料管阵列进行叁维热声成像,对脉冲微波辐射场的空间分布进行了理论和实验研究,其中:塑料管阵列为直径3 mm,间隔8 mm的9×9方形结构.仿真和实验结果表明距离天线越远脉冲能量覆盖范围越大,能被有效成像的塑料管数目越多;塑料管阵列的热声成像结果为3.1 mm直径,7.7 mm间距.本文验证了微波热声成像技术对脉冲微波辐射场空间分布的成像能力,对解决定量热声成像技术中微波场能量分布不均匀问题的研究具有重要意义.(本文来源于《物理学报》期刊2015年01期）
计钟,娄存广,杨思华,邢达[9]（2013）在《微波热声叁维成像系统及早期乳腺肿瘤检测的研究》一文中研究指出本文利用微波热声成像的方法检测正常乳房组织与肿瘤组织的微波吸收差异,讨论了微波热声成像技术检测乳腺肿瘤的可能性;建立了一套叁维热声扫描系统,并利用此系统对模拟肿瘤和真实离体肿瘤进行成像实验。实验结果表明,叁维微波热声成像系统能对乳腺肿瘤高分辨率高对比度高穿透深度成像,有希望应用于早期乳腺肿瘤检测。(本文来源于《广东省生物物理学会2013年学术研讨会论文集》期刊2013-12-06）
刘啸宇,李思敏,刘彦刚,龙小兰,晏欢[10]（2013）在《长脉冲微波热声效应的实验研究》一文中研究指出微波热声效应是一种生物组织在微波脉冲信号的照射下向外辐射声波信号的特殊现象,产生的声波信号携带着生物组织对微波信号的吸收特性,以及生物组织吸收微波能后发生的一系列生物化学物理反应的变化等信息。本文介绍了电子科技大学设计、搭建的一套脉冲宽度6ms,功率约800 W的长脉冲微波热声效应实验系统,并介绍了初步实验研究结果。结果表明在长脉冲条件下,微波热声效应与微波的脉冲特性有复杂的关联性,内涵丰富的物理化学机制,具有很大的潜在研究价值。(本文来源于《真空电子技术》期刊2013年05期）
微波热声论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
微波热声成像技术(Microwave-Induced Thermoacoustic Tomography,MI-TAT)同时融合了微波成像和超声成像技术的优点,从而可以获得具有高分辨率和高对比度的生物组织微波能量吸收图。通过定量重建算法对微波热声信号进行计算处理,不仅能清楚的呈现出生物组织的形态与结构图像,还能够精确的获得包括电导率在内的多种组织参数的数值分布信息。在指定的微波频率下,离体的乳腺癌组织与正常的脂肪组织间的电导率对比度高达到6:1甚至10:1。(最好补充诊断乳腺癌的依据,比如癌变组织和正常组织的电导率差异,这样使后文衔接更通顺)因此,微波热声成像技术在乳腺癌等病症的早期筛查与监控治疗方面具有广阔的应用前景。目前的定量微波热声重建算法为了获得理想的重建结果,需要收集足够多的生物组织受微波辐射而产生的热声信号,这就要求在待测生物组织四周中分布足够数量的大孔径角超声信号传感器。然而在实际的临床应用中,考虑到系统的硬件成本和检测环境,上述条件常常难以满足。另外,从重建算法本身来看,现有的定量重建算法是基于有限元法(Finite Element Method)进行计算的,而有限元计算需要大量的网格数据对对待测组织进行剖分计算。而有限元法固有的数据处理慢,占用计算资源等问题也随着网格的密度增加而越来越明显。这些问题都严重的限制了微波热声成像技术的进一步发展。为了解决微波热声成像中存在的问题,本文从以下两个方面开展研究:1.通过引入总变分最小化(TVM,Total Variation Minimization)技术,对现有的有限元定量重建算法进行优化。数值模拟和仿体实验的结果都显示,经过优化后的重建算法在少量的传感器和有限检测角度的情况下也能得到优质的重建结果,这将显着的降低设备成本和检测时间。同时,有限检测角度下优质的成像结果将拓展波热声成像技术的应用场景。2.设计出基于GPU(Graphics Processing Unit)的定量微波热声重建并行算法。分析表明,该并行算法大幅提升了现有定量算法的计算效率。同时,设计出重建程序的存储优化算法,减少存储空间。最后,设计出匹配该并行算法的高性能计算平台,整合硬件资源,实现了资源共享和算法一体化的目标。当前,微波热声成像技术正处从实验室研究迈向临床应用拓展的关键时期。本文的研究结果能有效地提升现有定量微波热声重建算法的成像质量和效率,所开发的新型优化算法和高性能计算平台有望为该技术的进一步发展奠定基础。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
微波热声论文参考文献
[1].陈杨,李加伍,罗燕,颜红梅,蒋华北.微波热声成像技术及其在乳腺癌检测及治疗中的研究进展[J].生物医学工程学杂志.2019
[2].蒋运超.微波热声成像重建算法的优化及高性能计算平台的设计[D].电子科技大学.2019
[3].迟子惠.用于关节疾病及骨病的微波热声成像技术研究[D].电子科技大学.2019
[4].王雪,黄林,迟子惠,蒋华北.微波热声成像技术用于人体甲状腺检测[J].生物化学与生物物理进展.2019
[5].徐丽凡,王雄.基于压缩感知热声成像的乳腺癌微波热疗监控技术[C].2018年全国微波毫米波会议论文集(上册).2018
[6].崔永胜,计钟.微波热声实时成像系统及应用[J].激光生物学报.2018
[7].黄林.用于乳腺癌检测的微波热声成像技术研究[D].电子科技大学.2015
[8].毕欣,黄林,杜劲松,齐伟智,高扬.脉冲微波辐射场空间分布的热声成像研究[J].物理学报.2015
[9].计钟,娄存广,杨思华,邢达.微波热声叁维成像系统及早期乳腺肿瘤检测的研究[C].广东省生物物理学会2013年学术研讨会论文集.2013
[10].刘啸宇,李思敏,刘彦刚,龙小兰,晏欢.长脉冲微波热声效应的实验研究[J].真空电子技术.2013
论文知识图
