[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

摘要

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。

主权项

1.一种针对颅内脑胶质瘤的瞬变电磁阵列源探测方法，其特征在于，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；对比每个脉冲对应的剩余异常响应曲线，得到电场响应幅值最高的剩余异常响应曲线，将该剩余异常响应曲线对应的脉冲作为最优辐射脉冲；所述的附近的脉冲指的是主频率在4×109HZ～4×1011HZ范围内的脉冲；所述的参考脉冲指的与对应的脉冲的的主频率相同；所述的脉冲为主频率在4×109HZ～4×1011HZ范围内的脉冲；步骤二，获取电场强度Z分量平面分布图：采用阵列源向颅内胶质瘤发送最优辐射脉冲，通过瞬变电磁法产生瞬变电磁，在头部外侧的各个观测点进行数据的采集，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；步骤三，颅内脑胶质瘤的视介电常数成像：根据电场强度Z分量平面分布图，获取最优辐射脉冲对应的电场的时间与视介电常数的关系，然后通过时间与深度的关系联立，并最终得到视介电常数与深度之间的关系，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；所述的视介电常数与时间的关系如下所示：所述的电场的时间与深度的关系如下所示：式中：ε为介电常数；r为测量点到偶极子之间的距离；θ为r与z轴的夹角；为r的向量；为θ的向量；π为圆周率；c为光速，表达式为为源激发的脉冲波形函数；i，j分别表示水平方向上，阵列源单个源的序数；m，n分别表示水平方向上，阵列源单个源的总数；H为深度值；t为时间；k为时间的序数；Nτ为时间采样点个数；μ为磁导率；ε0为真空介电常数；εr为相对介电常数。