[发明专利]一种针对颅内脑胶质瘤的瞬变电磁阵列源探测方法

说明书

本发明提供了一种针对颅内脑胶质瘤的瞬变电磁阵列源探测方法，首先获取最优辐射脉冲，然后，采用阵列源向颅内胶质瘤发送最优辐射脉冲，通过时域有限差分法获得各个观测点的最优辐射脉冲对应的电场强度Z分量平面分布图；最后通过最优辐射脉冲对应的电场的时间与深度的关系得到各个观测点的视介电常数所对应的深度值，即最终获得全空间视介电常数成像。本发明在加强辐射源发射效率的同时，快速、有效的对颅内脑胶质瘤进行成像。通过阵列源加强辐射场的辐射能力；通过改变辐射源的发射脉宽，找到最适合胶质瘤探测的脉冲；通过使用视介电常数成像方法，对颅内胶质瘤进行快速成像。

技术领域

本发明属于电磁探测领域，涉及脑胶质瘤的探测成像，具体涉及一种针对颅内脑胶质瘤的瞬变电磁阵列源探测方法。

背景技术

脑胶质瘤是最常见的脑部肿瘤，也是危险性最大的肿瘤类型之一。从大量的临床医学案例来看，脑胶质瘤的早期检测是降低手术风险，提高脑瘤治愈率的重要前提。随着技术的发展，脑瘤的诊断和分析取得了一定的进展。尤其是脑胶质瘤的检测与成像是医学工作者们关心的问题。

目前，医学上主要的检测脑胶质瘤的方法是磁共振成像法和脑CT法。磁共振方法的优点在于对含水量较高的软组织具有良好的分辨能力，缺点在于空间分辨能力较低，肿瘤特异性较差，且需要脑瘤附近的水肿量达到一定程度才能发现肿瘤的确切位置。从医学病理的角度来看，脑瘤附近出现大量水肿意味着脑瘤的发育已进入中、晚期，减小肿瘤的治愈几率。医用CT技术在进行脑瘤探测时没有对组织含水量的需求，且对特定的人体组织具有良好的分辨能力，但是CT技术一般是利用X射线作为辐射源，对人体的伤害较大。即使使用对人体伤害较小的灌注式CT方法，灌注药品需要一定的时间才能被肿瘤吸收，且吸收的效果也因人而异，这样大大降低了脑胶质瘤的探测效率。

目前，微波成像成为肿瘤检测的新方法，但由于缺少探测时所需的谐波成分，对于环境复杂的颅内结构来说，微波成像方法需要进行进一步的优化和理论改进。

对于脑胶质瘤的临床诊断需要精确检测，由于颅内结构相比人体其它部位更加复杂，以往的微波成像方法很难做到精确成像。虽然现在流行的三维电磁反演技术可以对被测目标体进行精确定位，但是由于脑胶质瘤的三维正演的计算时间过长，对其进行三维反演更是难以完成。同时电磁的三维反演问题一般需要电磁专业的专家才能解决，不利于在医学工作者中推广。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷与不足，本发明的目的在于提供一种针对颅内脑胶质瘤的瞬变电磁阵列源探测方法，解决现有技术中难以快速、简单且有效地对颅内脑胶质瘤进行三维成像的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：

一种针对颅内脑胶质瘤的瞬变电磁阵列源探测方法，该方法包括以下步骤：

步骤一，获取最优辐射脉冲：

步骤1.1，采用趋肤深度计算公式获取各个观测点的探测不同深度颅内脑胶质瘤的频率，将该频率作为各个观测点的阵列源的辐射脉冲的主频率进行正演模拟，获得各个观测点的用颅内脑胶质瘤对电场的异常响应曲线；

步骤1.2，采用趋肤深度计算公式获取各个观测点的探测不同深度颅内脑胶质瘤的频率，将该频率作为参考脉冲的主频率进行正演模拟，获得各个观测点的无颅内脑胶质瘤时人脑对电场的响应曲线；

步骤1.3，采用颅内脑胶质瘤对电场的异常响应曲线减去无颅内脑胶质瘤时人脑对电场的响应曲线，得到各个观测点的颅内脑胶质瘤散射场的剩余异常响应曲线；

步骤1.4，对各个观测点的步骤1.1所述的阵列源的辐射脉冲附近的脉冲进行正演模拟，对各个观测点的步骤1.2所述的参考脉冲附近的脉冲进行正演模拟，每个阵列源的辐射脉冲附近的脉冲对应一个参考脉冲附近的脉冲；对各个观测点的步骤1.1所述的阵列源的辐射脉冲附近的脉冲采用步骤1.3的方法获取不同脉冲对应的剩余异常响应曲线；