集成经验模式分解超宽带微波检测信号提取方法
【专利摘要】本发明涉及微波成像【技术领域】，为能够避免使用无肿瘤模型，可以直接从含有肿瘤信息的信号中提取出肿瘤响应信号，且简便快捷，能够获取足够多的信息。为此，本发明采取的技术方案是，超宽带微波检测信号提取方法，包括如下步骤：1)利用发射天线发射超宽带微波信号，利用接收天线接收来自乳房内部的反射信号；2)确定yi(t)的所有局部极值点：3)令h(t)＝yi(t)-m(t)，如h(t)不满足固有模式函数(IMF)条件，则视其为新的yi(t)；4)得到信号的第一个固有模式分量IMFci1＝h1k(t)及其分离后的余项r1(t)＝yi(t)-ci1；5)将r1(t)进行同样的筛选过程；6)利用不相关随机序列的统计均值为零的原理处理；7)对该信号用共焦成像算法进行成像，得到图像。本发明主要应用于微波成像。
【专利说明】集成经验模式分解超宽带微波检测信号提取方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及微波成像，超宽带无线检测，生物医学检测装置，信号处理，具体讲，涉及集成经验模式分解超宽带微波检测肿瘤信号提取方法。
技术背景
[0002]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，肿瘤信号的提取至关重要。常规的肿瘤信号提取方法是建立有肿瘤的乳房模型和无肿瘤的乳房模型，通过天线发出的超宽带微波去分别探测有肿瘤的乳房模型和无肿瘤的乳房模型，得到包含肿瘤信息的信号减去无肿瘤信息的信号。实际情况中，由于病人的乳房结构的不同，无肿瘤的信号是无法获得的，即使建立模型，其同真实的乳房也是有误差的。因此有必要开发适用于乳腺肿瘤检测的肿瘤信号提取算法，直接从实际探测到的包含肿瘤信息的信号中提取肿瘤信号进行成像。使得成像过程更加简便，成像结果更加准确。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的不足，提供一种新的肿瘤信号的提取算法，该算法能够避免使用无肿瘤模型，可以直接从含有肿瘤信息的信号中提取出肿瘤响应信号，且算法简便快捷，能够获取足够多的信息来对乳腺肿瘤进行检测。为此，本发明采取的技术方案是，超宽带微波检测信号提取方法，包括如下步骤:
[0004]I)利用发射天线发射超宽带微波信号，利用接收天线接收来自乳房内部的反射信号；对成像区域的每一点进行扫描，得到的信号由y(t)表示；向信号y(t)中多次加入等长度的白噪声ni(t)，即
[0005]Yi (t) = y(t) + ^ni(t) (I)
[0006]式中，yi(t)为第i次加入白噪声后的信号；β为白噪声系数。
[0007]2)确定yi(t)的所有局部极值点，通过三次样条函数求取其上包络U1 (t)和下包络u2(t)的局部均值:
[0008]
【权利要求】
1.一种集成经验模式分解超宽带微波检测信号提取方法，其特征是，包括如下步骤: 1)利用发射天线发射超宽带微波信号，利用接收天线接收来自乳房内部的反射信号；对成像区域的每一点进行扫描，得到的信号由y(t)表示；向信号y(t)中多次加入等长度的白噪声Ili (t)，即
Yi (t) = y(t+ β ni(t) (1) 式中，yjt)为第i次加入白噪声后的信号；β为白噪声系数； 2)确定yi(t)的所有局部极值点，通过三次样条函数求取其上包络U1(t)和下包络U2 (t)的局部均值:
2.如权利要求1所述的集成经验模式分解超宽带微波检测信号提取方法，其特征是，天线一共十二个，均匀分布在乳房模型表面；其中一个发射中心频率为5GHz的一阶导高斯信号，其他十一个天线则接收信号。
【文档编号】A61B5/05GK104013402SQ201410283492
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】肖夏, 李钦伟 申请人:天津大学