[發明專利]基于真實天線與分層模型的介質探測系統與方法

在審

• 申請號: 201811272181.8
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109589115A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 彭宏利
• 申請（專利權）人: 水尚通訊技術（上海）有限公司
• 主分類號: A61B5/05
• 分類號: A61B5/05
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種基于真實天線與分層模型的介質探測系統與方法，包括發射天線(1)、接收天線陣列(2)以及分層模型(3)；發射天線(1)向分層模型(3)發射電磁信號；分層模型(3)對電磁信號進行散射，得到散射信號；接收天線陣列(2)接收散射信號；進而根據散射信號對分層模型(3)所模擬的組織進行圖像重建。所述分層模型(3)包括皮膚、頭骨、腦脊液、灰質和白質等主要人腦組織的模擬，電參數與真實人腦組織的電參數相同。本發明為顱內異常介質的探測提供了合理的等效模型，為以后基于真實人頭的顱內異常介質的探測奠定了可靠的理論基礎。

技術領域

本發明涉及微波成像技術領域，具體地，涉及基于真實天線與分層模型的介質探測系統。尤其是一種基于真實天線與多層球頭模型的基于真實天線與分層模型的介質探測系統。

背景技術

腦中風由于其病情的突發性，以及高死亡率，在世界范圍內已經引起了廣泛的關注?？焖俨蚀_的診斷出腦中風發生的位置及類型，對于疾病的治療和康復具有極其重要的作用。

目前，腦中風的診斷主要依靠于腦CT和核磁共振成像(MRI,Magnetic ResonanceImaging)。雖然這些成像技術能夠準確的診斷出腦中風的位置及類型，但這兩種技術由于其高昂的成本，不具備快速和便攜的診斷特性，限制了其發展。而微波成像技術由于其快速，便攜和安全的特性，使得其在生物醫學領域引起了廣泛的關注。

在微波成像技術中，主要根據正常人腦組織與病變組織電特性不同，因而對電磁信號的散射也不同，根據接收到的散射信號可以對人腦進行圖像重建。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于真實天線與分層模型的介質探測系統與方法。

根據本發明提供的一種基于真實天線與分層模型的介質探測系統，包括發射天線、接收天線陣列以及分層模型；

發射天線向分層模型發射電磁信號；

分層模型對電磁信號進行散射，得到散射信號；

接收天線陣列接收散射信號。

優選地，包括：

信號處理裝置：根據來自于所述接收天線陣列的散射信號，對分層模型所模擬的組織進行圖像重建。

優選地，所述發射天線包括電磁偶極子天線，所述電磁偶極子天線放置在與接收天線陣列所在平面垂直的平面上；所述電磁偶極子天線包括多個激勵端口；所述電磁偶極子天線是具有定向輻射特性的超寬帶天線。

優選地，所述接收天線陣列包括三維分布的多個接收天線。

優選地，所述接收天線是具有定向輻射特性的超寬帶天線，工作頻帶在GHz-.GHz；所述接收天線包括上層結構、下層結構；

上層結構為輻射結構，下層結構為接地結構。

優選地，所述分層模型為球形模型，多個接收天線在水平方向上等距的放置在一圓平面上環繞所述分層模型。

優選地，分層模型包括多層結構，其中，所述多層結構中至少兩層結構之間電特性不同。

優選地，分層模型所模擬的組織分布基于真實人腦組織的皮膚、頭骨、腦脊液、灰質以及白質的頻率色散特性構成的。

優選地，包括：

信號控制裝置：控制發射天線的不同激勵端口輸出信號的相位差，產生不同模態的渦旋電磁波；

根據本發明提供的一種探測方法，利用上述的基于真實天線與分層模型的介質探測系統，令發射天線向分層模型發射電磁信號，令接收天線陣列接收電磁信號經分層模型得到的散射信號。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：