面向脑肿瘤检测的高精度电磁正反演算法研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61701204
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:22.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0119.电磁场与波
- 结题年份:2020
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2020-12-31
- 项目参与者:叶全意; 霍飞飞; 武军伟; 吴瑞元; 马骞;
- 关键词:
项目摘要
For brain tumors, early diagnosis is particularly important. Thus, detection technology with high accuracy is required. Because of the high resolution of the UWB microwave signal, small tumors can be detected. Moreover, UWB microwave signal injury small on the human body, and the detection equipment is low cost. So the UWB microwave signal is very suitable to be used as a signal source for brain tumor detection. In the theoretical analysis, with the advantage of the UWB microwave signal, this topic plans to build an electromagnetic simulation model of brain tissue used the forward electromagnetic simulation algorithm. Then, the location and size of brain tumors are calculated with some inverse scattering imaging algorithm. Finally, the results are compared with the preset position and size to prove the correctness of the forward and inversion algorithm. Also, the forward and inversion algorithms are optimized to improve the detection accuracy, and to provide theoretical guidance for physical prototype production. But at present, the accuracy of the forward and backward algorithms is not enough. Thus, by computer conformal modeling, this project plans to use the UWB microwave signal as the signal source, based on the real 3D brain anatomical model, to build a virtual and real 3D electromagnetic model of brain tissue by the forward ICCG-SFDTD algorithm and the inversion DAS imaging algorithm for research on brain tumor detection. This model has the advantages of high precision, fast computing speed and reality.
对于脑肿瘤,早期诊断非常重要,需要高精度的检测技术。UWB微波信号的分辨率高,可检测出体积很小的肿瘤,且对人体伤害小,制成的设备成本低,非常适合作为脑肿瘤检测的信号源。在理论分析研究中,可利用UWB微波信号的优势,先采用正演的电磁仿真算法,构建脑组织的电磁仿真模型,再采用逆散射成像算法,反演计算出脑肿瘤的位置和大小,和预先设置的位置和大小对比,验证正反演算法的正确性,并对算法进行优化,提高检测精度,为实物样机的制作提供理论指导。但是目前国内外研究的正反演算法精度不足,因此本项目拟采用UWB微波信号作为信号源,基于真实的三维脑组织解剖学模型,用阻抗分析仪实测出脑组织各结构电磁参数值,采用正演的ICCG-SFDTD算法和反演的DAS成像算法,通过计算机共形建模,构建一个虚拟真实的,有脑肿瘤的三维脑组织电磁正反演计算模型,用于脑肿瘤检测研究。该模型具有计算精度高,运算速度快,贴近实际的优点。
结项摘要
对于脑肿瘤,早期诊断和治疗尤为重要,需要高精度的检测技术。UWB微波信号的分辨率高,可检测出体积很小的肿瘤,且对人体伤害小,制成的设备成本低,非常适合作为脑肿瘤检测的信号源。. 本项目通过计算机建模,采用UWB微波信号为信号源,构建一个虚拟的、真实的,有脑肿瘤的脑组织电磁正反演计算模型,基于正演的电磁仿真算法,即SFDTD辛时域有限差分电磁算法,和反演的逆散射成像算法,即BF波束成形成像算法,将反演计算出的脑肿瘤位置和大小,和预先设置的位置和大小对比,验证正反演算法的正确性。并对算法进行优化,最终能够获得最佳的脑肿瘤成像结果。. 同时,本项目将相关算法应用于便携式脑肿瘤微波检测装置研究上,对检测装置中的UWB微波信号产生系统、UWB微波信号采集处理系统、UWB天线阵列、成像算法单元、电源模块和交互模块的设计进行较为具体的阐述和探讨。
项目成果
期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Research on the moving plasma photonic crystals based on the novel symplectic finite-difference time-domain method
基于新型辛时域有限差分法的移动等离子体光子晶体研究
- DOI:10.1016/j.ijleo.2020.164972
- 发表时间:2020-09-01
- 期刊:OPTIK
- 影响因子:3.1
- 作者:Gao,Ying-Jie;Ye,Quan-Yi;Zhang,Jin
- 通讯作者:Zhang,Jin
A research of drude-two-critical points model of graphene near the optical frequency
石墨烯近光频德鲁德双临界点模型研究
- DOI:10.1016/j.spmi.2020.106692
- 发表时间:2020-12
- 期刊:Superlattices and Microstructures
- 影响因子:3.1
- 作者:Jian-Xiao Liu;Ying-Jie Gao;Wan-Chun Tang;Hong-Wei Yang
- 通讯作者:Hong-Wei Yang
High resolution relatively short fiber length measurement system based on microwave photonic link
基于微波光子链路的高分辨率相对短光纤长度测量系统
- DOI:10.1016/j.yofte.2020.102377
- 发表时间:2020-12
- 期刊:Optical Fiber Technology
- 影响因子:2.7
- 作者:Ye quanyi;Gao yingjie;Tian jin;Hu Xingliu
- 通讯作者:Hu Xingliu
Analysis of multiple-TX WPT systems using KVL and RX-side RLT
使用 KVL 和 RX 侧 RLT 分析多 TX WPT 系统
- DOI:10.1049/iet-map.2018.5698
- 发表时间:2019
- 期刊:IET Microwaves Antennas & Propagation
- 影响因子:1.7
- 作者:Zhang Jin;Cheng Chonghu;Chen Kai;Wang Fangfang;Gao Yingjie
- 通讯作者:Gao Yingjie
Research on the detection of the brain tumor with the UWB microwave signal based on the high-precision SFDTD electromagnetic algorithm and BF imaging algorithm
基于高精度SFTDD电磁算法和BF成像算法的UWB微波信号检测脑肿瘤的研究
- DOI:--
- 发表时间:2020
- 期刊:International Journal of RF and Microwave Computer‐Aided Engineering
- 影响因子:--
- 作者:Ying-Jie Gao;Jian-Xiao Liu;Quan-Yi Ye
- 通讯作者:Quan-Yi Ye
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其他文献
两个推测的染色质重塑腺苷三磷酸酶基因功能冗余地调控拟南芥种子和胚胎发育
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:植物生理学报
- 影响因子:--
- 作者:李从从;赵军锋;高英杰;崔素娟
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高频电液振动台的模型参考自适应控制的研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:液压与气动
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- 作者:孙俊磊;管晴晴;高英杰
- 通讯作者:高英杰
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- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:病毒学报 2006,22(3):198-202
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- 作者:郭姗姗;王秀坤;张媛媛;高英杰
- 通讯作者:高英杰
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- 发表时间:--
- 期刊:液压与气动
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- 作者:管晴晴;孙俊磊;黄茹楠;高英杰
- 通讯作者:高英杰
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- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:液压与气动
- 影响因子:--
- 作者:邢红兵;高英杰;王浩伟;涂朝辉
- 通讯作者:涂朝辉
其他文献
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