[發明專利]集成經驗模式分解超寬帶微波檢測信號提取方法

無效

• 申請號: 201410283492.X
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN104013402A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 肖夏;李欽偉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61B5/05
• 分類號: A61B5/05
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

技術領域

本發明涉及微波成像，超寬帶無線檢測，生物醫學檢測裝置，信號處理，具體講，涉及集成經驗模式分解超寬帶微波檢測腫瘤信號提取方法。

技術背景

乳腺腫瘤是女性發病率最高的惡性腫瘤疾病，死亡率居婦女惡性腫瘤死亡率之首。早期乳腺腫瘤的診斷無疑對于提高乳腺病的治療率以及患者的遠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、超聲波影像技術、計算機斷層掃描、核磁共振成像技術、熱成像檢測等，但諸多方法均存在一定的缺點，如對人體產生輻射傷害、成像對比度低、費用較高等。超寬帶電磁波檢測乳腺癌的原理在于不同生物組織對電磁波的吸收、反射及透射特性不同，使得天線發射的脈沖信號在乳腺組織中傳播時所產生的電磁場能夠反映惡性組織的豐富信息。同時超寬帶微波信號具有輻射功率低、目標信息攜載量大、提供毫米級定位和檢測成本較低等優點，能作為早期乳腺檢測的常規手段。為了實現上述超寬帶的優點，腫瘤信號的提取至關重要。常規的腫瘤信號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減去無腫瘤信息的信號。實際情況中，由于病人的乳房結構的不同，無腫瘤的信號是無法獲得的，即使建立模型，其同真實的乳房也是有誤差的。因此有必要開發適用于乳腺腫瘤檢測的腫瘤信號提取算法，直接從實際探測到的包含腫瘤信息的信號中提取腫瘤信號進行成像。使得成像過程更加簡便，成像結果更加準確。

發明內容

為了克服現有技術的不足，提供一種新的腫瘤信號的提取算法，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中提取出腫瘤響應信號，且算法簡便快捷，能夠獲取足夠多的信息來對乳腺腫瘤進行檢測。為此，本發明采取的技術方案是，超寬帶微波檢測信號提取方法，包括如下步驟：

1)利用發射天線發射超寬帶微波信號，利用接收天線接收來自乳房內部的反射信號；對成像區域的每一點進行掃描，得到的信號由y(t)表示；向信號y(t)中多次加入等長度的白噪聲n_i(t)，即

y_i(t)＝y(t)+βn_i(t)??????(1)

式中，y_i(t)為第i次加入白噪聲后的信號；β為白噪聲系數。

2)確定y_i(t)的所有局部極值點，通過三次樣條函數求取其上包絡u₁(t)和下包絡u₂(t)的局部均值：

m(t)=12(u1(t)+u2(t))---(2)]]>

3)令h(t)＝y_i(t)-m(t)，如h(t)不滿足固有模式函數(IMF)條件，則視其為新的y_i(t)；重復k次得到：

h_1k(t)＝h_1(k-1)(t)-m_1k(t)?????(3)

4)得到信號的第一個固有模式分量IMFc_i1＝h_1k(t)及其分離后的余項r₁(t)＝y_i(t)-c_i1；