[发明专利]基于希尔伯特黄变换的超宽带微波检测的快速成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及超宽带微波成像，超宽带无线检测，生物医学检测设备，微波探测，，具体讲，涉及基于希尔伯特黄变换的超宽带微波检测的快速成像方法。

背景技术

乳腺肿瘤是女性发病率最高的恶性肿瘤疾病，死亡率居妇女恶性肿瘤死亡率之首。早期乳腺肿瘤的诊断无疑对于提高乳腺病的治疗率以及患者的远期成活率都具有决定性意义。目前常用的早期乳腺癌的检测方法包括乳腺X线摄影术、超声波影像技术、计算机断层扫描、核磁共振成像技术、热成像检测等，但诸多方法均存在一定的缺点，如对人体产生辐射伤害、成像对比度低、费用较高等。超宽带电磁波检测乳腺癌的原理在于不同生物组织对电磁波的吸收、反射及透射特性不同，使得天线发射的脉冲信号在乳腺组织中传播时所产生的电磁场能够反映恶性组织的丰富信息。同时超宽带微波信号具有辐射功率低、目标信息携载量大、提供毫米级定位和检测成本较低等优点，能作为早期乳腺检测的常规手段。为了实现上述超宽带的优点，肿瘤成像至关重要。因此有必要开发适用于乳腺肿瘤检测的肿瘤快速成像方法。希尔伯特黄变换方法是由华裔科学家黄锷等对瞬时频率的概念进行深入研究后提出的一种主要用于非平稳信号分析的方法。利用其中的希尔伯特变换可以得到信号的瞬时能量的分布，从而更加快速地得到肿瘤的成像，从而获得肿瘤的信息以及其它生物信息。

发明内容

本发明旨在解决克服现有技术的不足，能够简便快捷地明显显示生物信息，本发明采用的技术方案是，基于希尔伯特黄变换的超宽带微波检测的快速成像方法，包括下列步骤：

使用天线Ai发射超宽带微波信号，其余天线接收来自乳房内部的反射信号，得到含有肿瘤信息的信号与不含肿瘤信息的信号；

从所有含有肿瘤信息的信号中减去无肿瘤的信号得到肿瘤响应信号，对所有得到的肿瘤响应信号进行希尔伯特变换，将信号构造为解析信号，然后求取信号的瞬时振幅；

对乳房区域通过共焦成像方法对成像区域的每一点进行扫描，得到乳腺图像，采用超宽带微波信号、反射信号，清晰地得到肿瘤的位置和尺寸信息。

为了更好地得到肿瘤的位置和尺寸，对所接收到的所有信号进行希尔伯特变换，获得其瞬时振幅，使用这些信号对乳腺进行成像，得到的结果验证有效性。

将得到的肿瘤响应信号用V(t)表示，求其希尔伯特变换(t)：

V^(t)=V(t)h(t)=π∫-∞∞V(τ)t-τdτ---(1)]]>

把信号V(t)作为解析信号的实部，把信号V(t)的希尔伯特变换(t)作为复信号的虚部，τ为时间t的积分单位。从而构成信号对应的唯一的解析信号，即：