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摘 要:利用HFSS仿真软件,模拟矩形波导探头与乳房表面直接接触,并测得探头的反射系数,发现其和肿瘤的大小和深度之间有一种特殊关系,这种关系对于进一步确定乳房肿瘤的位置和大小有着重要意义。
关键词:乳房肿瘤 反射系数 HFSS
中图分类号:TP39文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 01-076-01
1引言
在女性人群中,乳腺癌是发病率较高的疾病,死亡率居妇女恶性肿瘤的第二位。伴随着工业化的发展,乳腺癌的发病率也在不断升高 。在过去的25年中,乳腺癌的发病率增加了51%,这引起了社会及有关部门的的忧虑 。如果及早发现乳腺肿瘤,97%的女性可以通过治疗至少存活5年 。目前诊断乳腺癌的最常手段是X光造影技术。但是该方法的检查错误率较高,甚至有些种类的癌变组织有检测不到的情况 。所以,临床上急需新型的、对人体无害、具有高分辨和高对比度的早期乳腺癌检测技术。
2HFSS仿真模型
仿真模型如图1所示。由于波导口尺寸较小,所以把乳房简化为长方体的形状进行仿真分析。其中H是肿瘤中心到皮肤层的距离,R是肿瘤的半径。虽然皮肤的电磁特性和肿瘤的电磁特性比较接近,对探测的结果会造成一定的影响,但是本文主要研究肿瘤大小及深度对反射系数的影响,并且在没有肿瘤存在时皮肤和乳房组织的反射系数是个定值,所以可以不考虑皮肤的影响。为了保证矩形波导为单模工作,在频率为4GHz时,取波导截面22.8010.16mm2。金属波导和人体组织均用吸收边界截断,这样可以保证仿真是在有限空间内进行。激励源设置在波导开口处,并向人体组织方向传播。
图1 HFSS仿真模型
3结果分析
根据构建的人体乳房组织模型和HFSS仿真软件,我们分别对半径为2.5mm和5mm的肿瘤在不同深度的反射系数进行
了测量,并利用Matlab软件对测量结果进行了插值处理,结果如图2。
图2反射系数的相位随肿瘤深度的变化
从图2可以看出,反射系数随肿瘤深度的不同而有规律的变化:其一,随着深度的增加,反射系数的相位震荡变化;其二,
振荡中心是无肿瘤存在时的反射系数值;其三,振荡强度随肿瘤的半径不同变化明显。用同样的研究方法,发现反射系数的幅度和相位具有相同的变化规律。
4结论
本文通过利用HFSS仿真软件对乳腺肿瘤的反射系数进行了研究分析, 发现了反射系数与肿瘤大小、深度之间存在的一种规律性的变化。同时也为乳腺肿瘤的研究提供了一种方法,对肿瘤的精确定位具有重要意义。
注释:
P.Hider and B. Nicholas, “The early detection and diagnosis of breast cancer: a literature review,” NZHTAReport,Vol.2(2),Jan.1999.
孙燕.上海肿瘤化疗学术讨论[N].新民晚报,2001.
NBCC( Naional Breast Cancer Coalition) published in 2004[DB].http://www.stopbreastcancer.org.
C Boetes, R D M Mus, Breast tumors: Comparative accuracy of MR imaging relative to mammography and U.S. for demonstrating extent [J]. Radiol (S0033-8419).1995, 197(3): 743-747.
关键词:乳房肿瘤 反射系数 HFSS
中图分类号:TP39文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 01-076-01
1引言
在女性人群中,乳腺癌是发病率较高的疾病,死亡率居妇女恶性肿瘤的第二位。伴随着工业化的发展,乳腺癌的发病率也在不断升高 。在过去的25年中,乳腺癌的发病率增加了51%,这引起了社会及有关部门的的忧虑 。如果及早发现乳腺肿瘤,97%的女性可以通过治疗至少存活5年 。目前诊断乳腺癌的最常手段是X光造影技术。但是该方法的检查错误率较高,甚至有些种类的癌变组织有检测不到的情况 。所以,临床上急需新型的、对人体无害、具有高分辨和高对比度的早期乳腺癌检测技术。
2HFSS仿真模型
仿真模型如图1所示。由于波导口尺寸较小,所以把乳房简化为长方体的形状进行仿真分析。其中H是肿瘤中心到皮肤层的距离,R是肿瘤的半径。虽然皮肤的电磁特性和肿瘤的电磁特性比较接近,对探测的结果会造成一定的影响,但是本文主要研究肿瘤大小及深度对反射系数的影响,并且在没有肿瘤存在时皮肤和乳房组织的反射系数是个定值,所以可以不考虑皮肤的影响。为了保证矩形波导为单模工作,在频率为4GHz时,取波导截面22.8010.16mm2。金属波导和人体组织均用吸收边界截断,这样可以保证仿真是在有限空间内进行。激励源设置在波导开口处,并向人体组织方向传播。
图1 HFSS仿真模型
3结果分析
根据构建的人体乳房组织模型和HFSS仿真软件,我们分别对半径为2.5mm和5mm的肿瘤在不同深度的反射系数进行
了测量,并利用Matlab软件对测量结果进行了插值处理,结果如图2。
图2反射系数的相位随肿瘤深度的变化
从图2可以看出,反射系数随肿瘤深度的不同而有规律的变化:其一,随着深度的增加,反射系数的相位震荡变化;其二,
振荡中心是无肿瘤存在时的反射系数值;其三,振荡强度随肿瘤的半径不同变化明显。用同样的研究方法,发现反射系数的幅度和相位具有相同的变化规律。
4结论
本文通过利用HFSS仿真软件对乳腺肿瘤的反射系数进行了研究分析, 发现了反射系数与肿瘤大小、深度之间存在的一种规律性的变化。同时也为乳腺肿瘤的研究提供了一种方法,对肿瘤的精确定位具有重要意义。
注释:
P.Hider and B. Nicholas, “The early detection and diagnosis of breast cancer: a literature review,” NZHTAReport,Vol.2(2),Jan.1999.
孙燕.上海肿瘤化疗学术讨论[N].新民晚报,2001.
NBCC( Naional Breast Cancer Coalition) published in 2004[DB].http://www.stopbreastcancer.org.
C Boetes, R D M Mus, Breast tumors: Comparative accuracy of MR imaging relative to mammography and U.S. for demonstrating extent [J]. Radiol (S0033-8419).1995, 197(3): 743-747.