一种微波扫描脑成像装置及方法与流程

本发明涉及一种微波扫描脑成像装置及方法，尤其涉及一种旋转的微波扫描脑成像装置及方法。

背景技术：

脑卒中分为出血性卒中和缺血性卒中，但两类卒中的临床治疗手段互斥，因此治疗前的卒中类型诊断必不可少。根据欧洲临床指导准则，缺血性卒中后的4.5小时为接受溶解血栓治疗的黄金时期，且越早越好。但由于交通运输等原因大量病人抵达医院时已错过了溶栓黄金时期，使得只有不到10％的缺血卒中病人接受了溶栓治疗。因此，发展一种便携、快速、易操作能实现院前卒中类型诊断的仪器意义重大。

目前国内外对疑似脑卒中者采取的检查方式包括头颅ct或mri、颈动脉双功超声扫描、颈颅多普勒、磁共振血管成像、ct血管成像和数字减影血管造影等。上述方法治疗成本较高，部分技术检测耗时长，成像分辨率不高，极易延误脑卒中的最佳救助期，并且在检测过程中会产生采血、电离辐射等身体伤害。微波脑卒中扫描技术具有成本低、辐射功率低、分辨率高、成像速度快、安全无创等优点，是一种非常具有前景和价值的医学诊断手段。

人体不同组织具备不同的电介质特性，因此可以将基于微波检测原理应用到卒中病人院前类型诊断上，且能够实现快速、非接触、便携和易操作，从而取代传统影像辅助诊断并克服其耗时长、大范围移动病人的缺点，为病人争取发病后短暂而宝贵的治疗时间。

在现有的微波脑成像技术中，微波扫描固定扫描方式。例如：目前应用于临床由美国emtensor开发设计的微波脑成像检测机emtensorbrainscanner，使用的是固定扫描方式。其检测系统中分布了177个陶瓷波导天线，呈半球拓扑结构分布，在系统检测过程中天线相对被测物体固定。通过系统控制不同的天线收发序列达到空间扫描的过程。此类固定扫描方式由于受限于空间大小，空间扫描密度有限，因此大大影响成像精度。又因为受限空间有限及固定扫描方式，这类检测机无法同时满足高扫描密度，微波超高宽带扫描。因为微波超高宽带天线的口径尺寸比同类微波天线大，在同等空间内布局的天线个数就少，因此空间扫描密度就较低。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：构建一种微波扫描脑成像装置及方法，克服现有技术结构复杂成像精度低的技术问题。

本发明的技术方案是：构建一种微波扫描脑成像装置，包括微波信号处理单元、微波天线、环形支架、旋转单元，所述微波信号处理单元包括微波发射模块和微波接收模块，所述微波天线安装在所述环形支架内侧，所述环形支架连接所述旋转单元，所述微波天线连接所述微波信号处理单元，所述旋转单元带动所述环形支架旋转，通过旋转变换所述微波天线的位置进行工作，所述微波天线连接所述微波信号处理单元，所述微波信号处理单元控制驱动所述微波天线发射微波信号或接收微波信号，所述微波信号处理单元根据所述微波接收模块接收的信号进行成像处理。

本发明的进一步技术方案是：所述微波天线为多个，多个所述微波天线沿环形支架呈环形设置。

本发明的进一步技术方案是：所述微波天线包括垂直极化天线、圆极化天线、水平极化天线中的一种或多种。

本发明的进一步技术方案是：所述微波天线包括多组，每组微波天线包括垂直极化天线、圆极化天线、水平极化天线，多组微波天线沿环形支架呈环形设置。

本发明的进一步技术方案是：每组微波天线中的所述垂直极化天线、所述圆极化天线、所述水平极化天线均按一定次序进行排列设置。

本发明的进一步技术方案是：所述微波天线为多个，所述微波天线沿环形轴向呈多层环形排列。

本发明的进一步技术方案是：还包括微波控制开关，所述微波控制开关分别设置在所述微波天线上，所述微波信号处理单元控制所述微波控制开关的开启和关闭。

本发明的进一步技术方案是：还包括平移单元，所述环形支架连接所述平移单元，所述平移单元带动所述环形支架平移。

本发明的技术方案是：构建一种微波扫描脑成像方法，包括如下步骤：

固定：将待扫描成像者的头部伸入安装有微波天线的环形支架中；

旋转移动：旋转单元带动所述环形支架旋转移动，通过旋转变换所述微波天线的位置进行工作；

发射和接收微波信号：微波信号处理单元包括微波发射模块和微波接收模块，所述微波信号处理单元控制驱动所述微波发射模块发射微波或者所述微波接收模块接收微波；

成像:所述微波信号处理单元根据所述微波接收模块接收的信号进行成像处理。

本发明的进一步技术方案是：所述微波天线为多个，所述微波天线沿环形轴向呈多层环形排列，微波控制开关分别设置在所述微波天线上，所述微波信号处理单元控制所述微波控制开关的开启和关闭。

本发明的技术效果是：构建一种微波扫描脑成像装置及方法，微波扫描脑成像装置包括微波信号处理单元、微波天线、环形支架、旋转单元，所述微波信号处理单元包括微波发射模块和微波接收模块，所述微波天线安装在所述环形支架内侧，所述环形支架连接所述旋转单元，所述微波天线连接所述微波信号处理单元，所述旋转单元带动所述环形支架旋转，通过旋转变换所述微波天线的位置进行工作，所述微波天线连接所述微波信号处理单元，所述微波信号处理单元控制驱动所述微波天线发射微波信号或接收微波信号，所述微波信号处理单元根据所述微波接收模块接收的信号进行成像处理。本发明通过多个微波天线旋转移动扫描，提高了水平平面上的扫描密度，也提高了垂直方向上的扫描密度。因此大大提升成像精度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明带机台的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明技术方案进一步说明。

如图1所示，本发明的具体实施方式是：构建一种微波扫描脑成像装置，包括微波信号处理单元1、微波天线（2、3、4）、环形支架5、旋转单元6，所述微波信号处理单元1包括微波发射模块和微波接收模块，所述微波天线（2、3、4）安装在所述环形支架内侧，所述环形支架5连接所述旋转单元6，所述微波天线（2、3、4）连接所述微波信号处理单元1，所述旋转单元6带动所述环形支架5旋转，通过旋转变换所述微波天线（2、3、4）的位置进行工作，所述微波天线（2、3、4）连接所述微波信号处理单元1，所述微波信号处理单1元控制驱动所述微波天线发射微波信号或接收微波信号，所述微波信号处理单元1根据所述微波接收模块接收的信号进行成像处理。

如图1所示，本发明的具体实施过程是：将待扫描成像者的头部伸入安装有微波天线的环形支架5中；所述旋转单元6带动所述环形支架5旋转移动，通过旋转变换所述微波天线（2、3、4）的位置进行工作；微波信号处理单元1包括微波发射模块和微波接收模块，所述微波信号处理单元1控制驱动所述微波发射模块发射微波或者所述微波接收模块接收微波；所述微波信号处理单元1根据所述微波接收模块接收的信号进行成像处理。具体实施例中，所述微波天线（2、3、4）为多个，多个所述微波天线（2、3、4）沿环形支架5呈环形设置。

如图1所示，本发明的优选实施方式是：所述微波天线（2、3、4）包括垂直极化天线2、圆极化天线3、水平极化天线4中的一种或多种。天线的极化是指其发射的电场强度矢量随时间的变化规律。当发射电场强度矢量方向垂直于地面时，称为垂直极化，当发射电场强度矢量水平于地面时，称为水平极化；当发射电场强度矢量的运行轨迹随时间成圆形，则称为圆极化。采用三种不同极化方向（圆极化、水平极化、垂直极化）的超宽带微波天线，接收不同方向的微波信号，提高信号的解析度。

如图1所示，本发明的优选实施方式是：所述微波天线包括多组，每组微波天线包括垂直极化天线、圆极化天线、水平极化天线，多组微波天线沿环形支架呈环形设置。每组微波天线中的所述垂直极化天线、所述圆极化天线、所述水平极化天线均按一定次序进行排列设置。

如图1所示，本发明的优选实施方式是：所述微波天线为多个，所述微波天线沿环形轴向呈多层环形排列。多层环形排列的微波天线，可以增强信号解析度。

如图1所示，本发明的优选实施方式是：还包括微波控制开关，所述微波控制开关分别设置在所述微波天线（2、3、4）上，所述微波信号处理单元1控制所述微波控制开关的开启和关闭。在所述旋转单元6带动所述环形支架5旋转移动过程中，所述微波信号处理单元1通过控制驱动微波发射模块发射微波信号，再由所述微波天线将微波信号发射出去；所述微波天线将微波信号接收回来，再通过微波接收模块传送到所述微波信号处理单元1从而将微波信号接收回来。所述微波天线（2、3、4）设置控制其开启和关闭的微波控制开关，所述微波信号处理单元1通过控制微波控制开关根据预设的序列把微波信号传输到单个微波天线上，微波信号通过微波天线（2、3、4）辐射到被检测者头颅上，微波信号透过头颅并碰到头颅内部组织把信号反射到其他微波天线（2、3、4）上，控制系统通过控制不同微波控制开关从而控制微波天线（2、3、4）端口接收不同方位微波信号。这样，就可以方便进行微波信号发射的接收的控制，从而实现更加精确地扫描和成像。

如图2所示，本发明的优选实施方式是：还包括平移单元7，所述环形支架5连接所述平移单元7，所述平移单元7带动所述环形支架5平移。所述平移单元7实现了微波扫描脑成像装置水平方向的移动。

本发明的具体实施方式是：构建一种微波扫描脑成像方法，包括如下步骤：

固定：将待扫描成像者的头部伸入安装有微波天线的环形支架中；

旋转移动：旋转单元带动所述环形支架旋转移动，通过旋转变换所述微波天线的位置进行工作；

发射和接收微波信号：微波信号处理单元包括微波发射模块和微波接收模块，所述微波信号处理单元控制驱动所述微波发射模块发射微波或者所述微波接收模块接收微波；

成像:所述微波信号处理单元根据所述微波接收模块接收的信号进行成像处理。

如图1所示，本发明的具体实施过程是：将待扫描成像者的头部伸入安装有微波天线的环形支架5中；所述旋转单元6带动所述环形支架5旋转移动，通过旋转变换所述微波天线（2、3、4）的位置进行工作；微波信号处理单元1包括微波发射模块和微波接收模块，所述微波信号处理单元1控制驱动所述微波发射模块发射微波或者所述微波接收模块接收微波；所述微波信号处理单元1根据所述微波接收模块接收的信号进行成像处理。具体实施例中，所述微波天线（2、3、4）为多个，多个所述微波天线（2、3、4）沿环形支架5呈环形设置。具体实施列中，所述微波天线为多个，所述微波天线（2、3、4）沿环形轴向呈多层环形排列，微波控制开关分别设置在所述微波天线（2、3、4）上，所述微波信号处理单元1控制所述微波控制开关的开启和关闭。

本发明的技术效果是：构建一种微波扫描脑成像装置及方法，微波扫描脑成像装置包括包括微波信号处理单元1、微波天线（2、3、4）、环形支架5、旋转单元6，所述微波信号处理单元1包括微波发射模块和微波接收模块，所述微波天线（2、3、4）安装在所述环形支架内侧，所述环形支架5连接所述旋转单元6，所述微波天线（2、3、4）连接所述微波信号处理单元1，所述旋转单元6带动所述环形支架5旋转，通过旋转变换所述微波天线（2、3、4）的位置进行工作，所述微波天线（2、3、4）连接所述微波信号处理单元1，所述微波信号处理单1元控制驱动所述微波天线发射微波信号或接收微波信号，所述微波信号处理单元1根据所述微波接收模块接收的信号进行成像处理。本发明通过多个微波天线旋转移动扫描，提高了水平平面上的扫描密度，也提高了垂直方向上的扫描密度。因此大大提升成像精度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。