CN117653069B - 一种脑部图像微波检测系统、方法、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种脑部图像微波检测系统,包括成像控制处理模块、头围检测模块及校准标签,所述校准标签包括有源标签和无源标签,所述成像控制处理模块通过有线或无线连接的方式连接并作为头围检测模块的控制端,所述有源标签与成像控制处理模块连接进行定位,所述无源标签贴敷于头部不同部位用于微波成像。本发明在脑部图像微波检测设备上增加有源标签和无源标签,首先采用无源标签填充缝隙,进一步获取有源标签的定位信息,然后采用天线阵列信号和有源标签的定位信息进行脑部轮廓定位并校准,进一步利用有源标签发射射频脉冲对颅脑进行脑部成像,从根本上解决外部信号干扰导致的模糊问题,进一步加强对颅内的准确成像,提升了辅助诊断的正确性。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域,具体涉及到一种脑部图像微波检测系统、方法、设备及存储介质。
背景技术
目前国内外对脑部外伤、脑部出血及疑似脑卒中患者等医疗领域采取的检查方式主要包括头颅CT或MRI,上述检查方式主要是用于脑部成像,上述检查方式的成本较高,部分技术检测耗时长,极易延误脑卒中的3小时最佳救助期,造成脑组织的不可逆损害,并且在检测过程中会产生采血、电离辐射等身体伤害,近年来逐渐开发的微波成像技术是一种新兴的无损检测方法,有着无损、无辐射、较高准确率、低成本、小型便携等优点。现有的使用微波成像技术进行脑部图像检测识别的设备普遍有信号处理单元(PC)、微波天线、环形支架、信号源等部分的基础结构,通过使用微波信号源和多路复用开关激励特定位置的超宽带天线阵列进行颅脑检测,或是将信号源集成化,仅包含头罩和主机的构造进行辅助诊断。
中国专利号2021106663408记载的一种用于脑部成像的微波多路收发系统,该专利的技术方案虽然采用多路收发器进行数据采集,但并不能精确测量脑部组织微波信号的细微变化,检测准确度有待进一步提高。
中国专利申请201811223239X记载了一种脑部成像系统,该专利申请的技术方案单纯采用微波信号收发单元进行信号采集,微波信号采集精度不高,抗干扰能力较差,不能应用于实际的脑卒中诊断临床应用。
中国专利申请2019105497028记载一种微波扫描脑成像装置及方法,该专利申请的技术方案仍然采用固定式机台进行旋转微波天线,从而获得微波信号的大小和幅度,进而判断是否脑卒中,该技术方案不能适应脑卒中患者的诊断紧迫性要求,且没有考虑不同尺寸头围的现实情况,且该技术方案依然没有克服设备的抗干扰问题。
上述现有技术方案进行微波信号测量的根本原理在于利用多天线间电磁信号穿透颅脑的衰减特性,从而对颅脑的介电特性进行反演而成像,该测量原理的难点在于个体颅脑介电特性的特异性,现有背景文献大多仅仅描述多天线成像系统的硬件组成,或仅依靠算法而非硬件结构解决个体颅脑特异性导致的成像难点。
而在实际检测应用中,此类检测设备由于依靠固定的天线、矢量网络分析仪(VNA)等设备作为信号源,在进行检测时有着信号强度弱、易受外界电磁干扰的问题,尤其是裸露的天线会在医院、工厂等特定环境下受到强烈的噪声干扰,淹没信号源产生的信号,信号受到干扰后,导致设备无法准确定位被试颅脑的具体位置,无法准确识别被试患者头部轮廓,使得更深层次的成像出现严重的伪影,无法获取正确结果,在实际的辅助诊断中成效式微。
为了降低外界干扰,目前可以选择的方式主要有:
(1)增加耦合介质,填充头部皮肤和天线间的间隙。耦合介质可以在增强射频信号穿透进入皮肤强度的同时,一定程度上抵挡外部干扰信号进入,此方案需要特定的天线进行搭配工作,否则会严重影响天线的辐射方向图,且匹配耦合介质本身对信号有一定的衰减和色散效果,需要在后续处理中进行额外补偿。
(2)增加功率放大器。矢量网络分析仪作为测量设备,尤其是便携式设备能够输出的有效功率有限,配合测量频点在信号发射端增加功率放大器,配合耦合介质可以有效提升输出能量的同时保证辐射不超过安全辐射标准。
(3)设计专用天线。设计一种仅在工作频段中有强增益效果的专用天线,减少接收端收到噪音的功率。
其中方式(1)的增加耦合介质和方式(2)的增加发射端功率放大器已经在部分论文中有所提及,如论文D. O. Rodriguez-Duarte, J. A. T. Vasquez, R. Scapaticci,L. Crocco and F. Vipiana, "Brick-Shaped Antenna Module for Microwave BrainImaging Systems," in IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 19,no. 12, pp. 2057-2061, Dec. 2020, DOI: 10.1109/LAWP.2020.3022161所记载,使用耦合介质和相似的耦合介质块来增强信号穿透能力。
方式(3)设计专用天线的方法已有不少相关的脑部检测专用天线论文和专利方案,如中国专利2022103138997记载的一种应用于脑部微波检测成像系统的微带对数周期天线”,以及论文“Hossain,A,Islam, M.T.,Beng,G.K. et al. Microwave brain imagingsystem to detect brain tumor using metamaterial loaded stacked antenna array.Sci Rep 12, 16478 (2022),论文网址:https://doi.org/10.1038/s41598-022-20944-8”。
以上三种降低外界干扰的解决方案只能一定程度上缓解外部干扰的影响,此类设备仍着一定的局限性,例如对头部尺寸较小的患者检测时,固定的天线与被测目标距离较远从而导致微波信号较弱的问题,尤其是使用旋转类的结构,为了保证足够的机械结构旋转空间,天线必然更加无法靠近被测目标,如中国专利文献2019105497028所记载。
因此,有必要开发一种测量精度和灵敏度较高、适应场景广泛、能有效抵抗外界干扰的脑部图像微波检测系统、方法、设备及存储介质。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足,本发明提供一种脑部图像微波检测系统、方法、设备及存储介质。
第一方面,本发明提供一种脑部图像微波检测系统,包括成像控制处理模块、头围检测模块及校准标签,所述校准标签进一步包括N个有源标签和M个无源标签,其中N和M均为正整数,所述成像控制处理模块通过有线或无线连接的方式连接并作为头围检测模块的控制端,所述有源标签与成像控制处理模块连接进行定位,所述无源标签贴敷于头部不同部位用于微波成像。
进一步的,所述头围检测模块进一步包括敷设天线的天线阵列架、耦合介质袋、存储单元、心跳血压传感器、电池组、射频电路、微波信号源及无线通信模块,所述无线通信模块具有标签控制和模块通信功能,所述天线通过SMA接口与外部的射频航空集成线缆接头连接,所述天线采用不同频段的射频天线,天线内侧设置充放式的耦合介质袋,所述耦合介质袋内填充耦合介质溶液,射频电路用于控制射频通路的通断,进一步由微波信号源的接收端信噪比控制增益;所述微波信号源输出的信号经过功率放大器放大,进一步由接收端获取信号发射端到接收端的幅值和相位变化;无线通信模块用于与成像控制处理模块及校准标签的连接通信。
进一步的,所述接收端同时进行单通道接收或多通道并行接收的微波信号处理。
进一步的,所述耦合介质袋进一步包括耦合介质容器、耦合介质及充放口,所述耦合介质用于填充头围检测模块与受检者头部之间的缝隙,所述耦合介质包覆或紧密贴敷天线、受检者头部或校准标签的任一个。
进一步的,所述耦合介质是固态耦合介质、颗粒耦合介质、液态耦合介质或胶状耦合介质的任一种或其组合。
进一步的,所述耦合介质采用多层式、分块式或渐变式的任一种或其组合进行组装,其中分块式耦合介质及渐变式耦合介质采用硅胶、橡胶或塑料容器的任一种承装。
进一步的,所述耦合介质容器包括单层或多层的容器,从而形成一个或多个腔体,所述一个或多个腔体填充耦合介质或气体。
进一步的,所述耦合介质容器和耦合介质采用铜、铝、银、铁或锡的任一种制成。
进一步的,所述耦合介质容器进一步设置充放口,用于对耦合介质袋内的耦合介质进行调节,所述调节的方式包括注射、抽取或浇灌的任一种。
进一步的,所述有源标签包括贴片天线标签、棒状天线标签、探针标签、眼部标签、内置信号源标签的任一种。
进一步的,所述有源标签包括贴片天线标签、棒状天线标签、探针标签、眼部标签、内置信号源标签的至少两种。
进一步的,所述无源标签包括渐变介质标签、混杂颗粒标签、可控介质标签、感应芯片标签、接触式镜片无源标签的任一种。
进一步的,所述无源标签包括渐变介质标签、混杂颗粒标签、可控介质标签、感应芯片标签、接触式镜片无源标签的至少两种。
进一步的,所述渐变介质标签的不同位置由不同的介质构成,分别可以在不同频段的射频信号下产生有相应的介电常数ε1~εn。
进一步的,所述可控介质标签通过加压、调温、光照的任一方式控制介质的介电常数ε(t),实现随时间变化可控的介质标签。
进一步的,所述感应芯片标签通过在标签内添加不同规格的贴片线圈或贴片天线,在头围检测模块进行扫频检测时产生相应的信号f1~fn响应进行工作。
进一步的,所述有线连接方式包括同轴电缆线、光纤线、网线、USB线、串口线、视频线的任一种;所述无线连接的方式包括电磁波通信、光波通信及声波通信的任一种。
第二方面,本发明提供一种脑部图像微波检测方法,包括以下步骤:
无源标签填充脑部与耦合介质缝隙,增强信号耦合度和成像对比度;
有源标签发射射频脉冲,结合头围检测模块的内置天线进行信号接收,获取有源标签定位信息;
头围检测模块的内置天线发射射频脉冲,检测皮肤和无源标签;
不同频段的天线信号配合有源标签定位信息对脑部轮廓成像并进行校准;
有源标签发射射频脉冲对颅脑进行检测,构建脑部图像。
第三方面,本发明提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如第二方面所述的脑部图像微波检测方法的步骤。
第四方面,本发明提供一种脑部图像微波检测设备,包括:
一个或多个处理器;
存储器;以及一个或多个计算机程序,其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中,并且被配置成由所述一个或多个处理器执行,所述处理器执行所述计算机程序时实现如第二方面所述的脑部图像微波检测方法的步骤。
本发明通过在现有的脑部图像微波检测设备基础上增加有源标签和无源标签,首先采用无源标签填充缝隙,进一步获取有源标签的定位信息,然后采用天线阵列信号和有源标签的定位信息进行脑部轮廓定位并校准,进一步利用有源标签发射射频脉冲对颅脑进行脑部成像,本发明技术方案从根本上解决外部信号干扰导致的模糊和伪影问题,进一步加强对颅内的准确成像,提升了辅助诊断的正确性,提高了脑部外伤、脑部出血及疑似脑卒中患者等医疗领域患者的满意度。
附图说明
图1:脑部图像微波检测设备组成示意图。
图2a:有源眼部标签示意图。
图2b:有源棒状标签示意图。
图2c:有源贴片标签示意图。
图3a:渐变介质无源标签示意图。
图3b:混杂颗粒无源标签示意图。
图3c:可控介质无源标签示意图。
图3d:接触式镜片无源标签示意图。
图3e:感应芯片无源标签示意图。
图4:标签使用状态示意图。
图5:设备使用状态示意图。
图6:设备使用状态俯视图。
图7a-图7d:耦合介质袋结构示意图。
图8:脑部图像微波检测方法流程图。
图9:脑部图像微波检测设备组成示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参考图1脑部图像微波检测设备组成示意图及图5设备使用状态示意图,本发明的脑部图像微波检测系统主要包括成像控制处理模块10、头围检测模块20及校准标签,所述校准标签进一步包括相同个数的N个有源标签101和M个无源标签201,其中N和M均为正整数,所述有源标签101与成像控制处理模块10连接,所述无源标签201具有不同的介电常数或不同的贴片传感线圈,用于区分耦合介质和皮肤等人体组织,从而提高成像控制处理模块10对个体颅脑结构特异性的普适度,以下进行具体说明:
所述成像控制处理模块10包括存储器(图中未示出)、逻辑计算单元(图中未示出)、显示设备(图中未示出)、输出输入设备(图中未示出),所述成像控制处理模块10通过有线或无线连接的方式连接并作为头围检测模块20的控制端,控制头围检测模块20进行检测,并将检测结果计算成像,通过显示设备显示。
所述头围检测模块20包括敷设天线的天线阵列架202、耦合介质袋203、存储单元204、心跳血压传感器205、电池组206、射频电路207、信号源208及无线通信模块209,所述无线通信模块209具有标签控制和模块通信功能,所述天线阵列架202可通过替换天线架来镶嵌不同尺寸和型号的天线,天线敷设于天线阵列架202中,天线通过SMA接口与外部的射频航空集成线缆接头连接,所述天线采用不同频段的射频天线,天线内侧设置充放式的耦合介质袋203,所述耦合介质袋203内优选填充耦合介质溶液,所述耦合介质溶液具有一定的延展性,保证测试时填充满头部与外围天线的缝隙;信号源208输出的信号经过功率放大器放大,接收端可以获取信号发射到接收的幅值和相位变化,接收端可以同时进行单通道接收或多通道并行接收的微波信号处理;射频电路207内置射频功率放大器并控制射频通路的通断,由信号源208接收端信噪比控制增益。
所述成像控制处理模块10控制脑中风微波检测设备的工作逻辑,射频电路207在脑中风微波检测设备外部设置四个不同接口,分别是射频航空集成线缆接头与头围检测模块20的连接接口,以及多个带有分类编号标识的供有源标签101进行有线连接的SMA接口或光口;存储单元204用于记录原始测试数据,根据测试日期信息进行标识记录;电池组206可同时实现充电和放电,通过外置的开关进行启动和关闭;无线通信模块209用于与成像控制处理模块10、校准标签的连接通信;心跳血压传感器205用于采集患者的心率和血压数据。
进一步参考图7a-图7d的耦合介质袋结构示意图,所述耦合介质袋203进一步包括耦合介质容器2031、耦合介质2032及充放口2033,所述耦合介质2032用于填充头围检测模块20与受检者头部之间的缝隙,提升信号质量,减少电磁信号损失。具体的,耦合介质2032包覆或紧密贴敷天线、受检者头部或校准标签的任一个,所述耦合介质2032是固态耦合介质、颗粒耦合介质、液态耦合介质或胶状耦合介质的任一种或其组合,具体的,所述耦合介质2032采用多层式、分块式或渐变式的任一种或其组合进行组装,从而形成多层式耦合介质、分块式耦合介质及渐变式耦合介质,其中分块式耦合介质及渐变式耦合介质采用硅胶、橡胶或塑料容器的任一种承装。
所述耦合介质容器2031包括单层或多层的容器,形成一个或多个腔体,以便一个或多个腔体填充耦合介质2032或气体,所述气体包括惰性气体。
所述耦合介质容器2031及耦合介质2032还可采用刚性材料制成,例如采用铜、铝、银、铁或锡的任一种制成,其具有一定的延展性和形变度,随外界压力而适配不同受试对象得不同尺寸,从而充盈头围检测模块20与受检者头部之间的缝隙,以便适配特定的受试对象。
所述耦合介质容器2031进一步设置充放口2033,便于对腔体内的耦合介质2032进行调节,更好的适应头围检测模块20与受检者头部之间的缝隙,所述调节的方式包括注射、抽取或浇灌的任一种。
本领域技术人员可以理解,以上耦合介质袋203的耦合介质容器2031及耦合介质2032的实现方式并非穷尽列举,还可以有其他的实现方式,只要不脱离本发明的构思和实质,均属于本发明的保护范围。
进一步参考图2a有源眼部标签示意图、图2b有源棒状标签示意图及图2c有源贴片标签示意图,所述N个有源标签101包含贴片天线标签、棒状天线标签、探针标签、眼部标签及内置信号源标签的至少两种以上的组合实现混合有源标签的技术效果,所述有源标签101通过贴至皮肤、接触眼球、佩戴眼罩、塞入耳道、塞入鼻腔、含入口中等方式使用,所述有源标签101通过有线连接或无线连接方式与头围检测模块20连接进行通信,所述有线连接方式包括同轴电缆线、光纤线、网线、USB线、串口线、视频线的任一种;所述无线连接的方式包括电磁波通信、光波通信及声波通信的任一种,例如WI-FI通信、可见光通信、超声波通信等方式进行无线连接工作。
具体的,所述有源标签101的实现方式包括:
贴片天线标签,在贴片标签上设置贴片天线,用于贴在皮肤表面或含在口中时使用;
棒状天线标签,内置棒状天线的棒状标签放置在耳道、鼻腔等位置使用;
探针标签,内置探针触点的标签放置于耳道、鼻腔或在接触式镜片中嵌入使用;
眼部标签,构造为眼罩形状的标签,用于眼部位置使用;
内置信号源标签,在有源标签上进一步设置使其独立运行工作的信号源和供电电池;
混合标签,采用以上贴片天线标签、棒状天线标签、探针标签、眼部标签、内置信号源标签的两种或两种以上的标签实现混合标签。
进一步参考图3a渐变介质无源标签示意图、图3b混杂颗粒无源标签示意图、图3c可控介质无源标签示意图、图3d接触式镜片无源标签示意图、图3e感应芯片无源标签示意图,所述无源标签201进一步包括混合无源标签,所述无源标签201的实现方式主要包括:
渐变介质标签,所述渐变介质标签的不同位置由不同的介质构成,分别可以在不同频段的射频信号下产生有相应的介电常数ε1~εn;
混杂颗粒标签,将不同的介质混杂在介质载体上,从而实现类似于渐变介质标签的效果;
可控介质标签,使用可以通过加压、调温、光照等方式控制介电常数ε(t)的介质,来实现随时间变化可控的介质标签;
感应芯片标签,在标签内添加不同规格的贴片线圈或贴片天线,在头围设备进行扫频检测时产生相应的信号f1~fn响应来进行工作;
接触式镜片无源标签,用于贴在皮肤表面或含在口中时使用;
混合标签,采用以上至少两种以上组合的混合标签。
进一步参考图4标签使用状态示意图及图6设备使用状态俯视图,在具体检测时,在患者头部设置皮肤贴片标签401、耳道标签402、接触式镜片标签403、鼻腔标签404及口腔标签405,具体使用时采用射频线缆连接头围检测模块20和成像控制处理模块10,将有源标签101通过有线连接方式连接有源标签接口或使用无线连接方式进行连接,设备根据各个天线的不同射频频段,在不同组合的天线与有源标签101之间相互定位,并利用介电常数差异性检测无源标签201的位置,对被测颅脑的轮廓进行准确定位,进一步利用不受无源标签201影响频段的相位时延及信号衰减反推颅内介电常数,实现对被测目标的准确成像。
头围检测模块20检测当前天线和有源标签101的连接状况,识别有源标签101的连接状态和类型,设置检测模式。
进一步参考图8本发明的脑部图像微波检测方法流程图,具体包括以下步骤:
步骤801:无源标签填充脑部与耦合介质的缝隙,增强信号耦合度和成像对比度,具体为:无源标签201直接贴敷于患者头部不同部位,在设备扫描微波工作频段时,利用无源标签201的软胶填充头发、鼻腔、耳道等产生的缝隙,增强信号耦合度;
步骤802:有源标签发射射频脉冲,配合头围检测模块的内置天线进行信号接收,获取有源标签定位信息;具体为:有源标签101发射射频脉冲,配合头围检测模块20的内置天线,使用测距算法计算患者脑部贴片部位的准确坐标位置;
步骤803:头围检测模块的内置天线发射射频脉冲,检测皮肤和无源标签;
步骤804:不同频段的天线信号配合有源标签定位信息对脑部轮廓成像并进行校准;
步骤805:有源标签发射射频脉冲对颅脑进行检测,构建脑部图像,具体为:利用图3a~3e的不同类型无源标签的内置针对不同频段的电介质,与耦合介质形成足够的差异,增加成像信号对比度,结合有源标签101的准确定位和脑部轮廓的具体信息,进一步利用不受无源标签201影响频段的相位时延及信号衰减反推颅内介电常数,实现对颅内的准确成像。
进一步参考图9本发明脑部图像微波检测设备组成示意图,本发明的脑中风微波检测设备1进一步包括一个或多个存储器2及一个或多个处理器3,其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器2中,并且被配置成由所述一个或多个处理器3执行,所述处理器3执行所述计算机程序时实现脑部图像微波检测方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种计算方法、测距算法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:只读存储器(ROM,Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM,Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
本发明通过在脑部图像微波检测设备基础上增加有源标签101和无源标签201,首先采用无源标签填充缝隙,进一步获取有源标签的定位信息,然后采用天线阵列信号和有源标签的定位信息进行脑部轮廓定位并校准,进一步利用有源标签发射射频脉冲对颅脑进行脑部成像,从根本上解决外部信号干扰导致的模糊问题,进一步加强对颅内的准确成像,提升了辅助诊断的正确性,提高了脑部外伤、脑部出血及疑似脑卒中患者等医疗领域患者的满意度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (18)
1.一种脑部图像微波检测系统,包括天线,其特征在于,包括成像控制处理模块、头围检测模块及校准标签,所述头围检测模块进一步包括敷设天线的天线阵列架、耦合介质袋、存储单元、心跳血压传感器、电池组、射频电路、微波信号源及无线通信模块,所述无线通信模块具有标签控制和模块通信功能,无线通信模块用于与成像控制处理模块及校准标签的连接通信,所述天线通过SMA接口与外部的射频航空集成线缆接头连接,所述天线采用不同频段的射频天线,天线内侧设置充放式的耦合介质袋,所述耦合介质袋内填充耦合介质溶液,射频电路用于控制射频通路的通断,进一步由微波信号源的接收端信噪比控制增益;所述微波信号源输出的信号经过功率放大器放大,进一步由接收端获取信号发射端到接收端的幅值和相位变化;所述接收端进行单通道接收或多通道并行接收的微波信号处理;
所述校准标签进一步包括N个有源标签和M个无源标签,其中N和M均为正整数,所述成像控制处理模块通过有线或无线连接的方式连接并作为头围检测模块的控制端,所述有源标签与成像控制处理模块连接进行定位,所述无源标签贴敷于头部不同部位用于微波成像。
2.如权利要求1所述的脑部图像微波检测系统,其特征在于,所述耦合介质袋进一步包括耦合介质容器、耦合介质及充放口,所述耦合介质用于填充头围检测模块与受检者头部之间的缝隙,所述耦合介质紧密贴敷天线、受检者头部或校准标签的任一个。
3.如权利要求2所述的脑部图像微波检测系统,其特征在于,所述耦合介质是固态耦合介质、液态耦合介质的任一种或其组合。
4.如权利要求3所述的脑部图像微波检测系统,其特征在于,所述耦合介质采用多层式、分块式或渐变式的任一种或其组合进行组装,其中分块式耦合介质及渐变式耦合介质采用硅胶、橡胶或塑料容器的任一种承装。
5.如权利要求4所述的脑部图像微波检测系统,其特征在于,所述耦合介质容器包括单层或多层的容器,从而形成一个或多个腔体,所述一个或多个腔体填充耦合介质或气体。
6.如权利要求2所述的脑部图像微波检测系统,其特征在于,所述耦合介质容器和耦合介质采用铜、铝、银、铁或锡的任一种制成。
7.如权利要求2所述的脑部图像微波检测系统,其特征在于,所述耦合介质容器进一步设置充放口,用于对耦合介质袋内的耦合介质进行调节,所述调节的方式包括注射、抽取或浇灌的任一种。
8.如权利要求1所述的脑部图像微波检测系统,其特征在于,所述有源标签包括贴片天线标签、棒状天线标签、探针标签、眼部标签、内置信号源标签的任一种。
9.如权利要求8所述的脑部图像微波检测系统,其特征在于,所述有源标签包括贴片天线标签、棒状天线标签、探针标签、眼部标签、内置信号源标签的至少两种。
10.如权利要求1所述的脑部图像微波检测系统,其特征在于,所述无源标签包括渐变介质标签、混杂颗粒标签、可控介质标签、感应芯片标签、接触式镜片无源标签的任一种。
11.如权利要求10所述的脑部图像微波检测系统,其特征在于,所述无源标签包括渐变介质标签、混杂颗粒标签、可控介质标签、感应芯片标签、接触式镜片无源标签的至少两种。
12.如权利要求10所述的脑部图像微波检测系统,其特征在于,所述渐变介质标签的不同位置由不同的介质构成,分别可以在不同频段的射频信号下产生有相应的介电常数ε1~εn。
13.如权利要求10所述的脑部图像微波检测系统,其特征在于,所述可控介质标签通过加压、调温、光照的任一方式控制介质的介电常数ε(t),实现随时间变化可控的介质标签。
14.如权利要求10所述的脑部图像微波检测系统,其特征在于,所述感应芯片标签通过在标签内添加不同规格的贴片线圈或贴片天线,在头围检测模块进行扫频检测时产生相应的信号f1~fn响应进行工作。
15.如权利要求1所述的脑部图像微波检测系统,其特征在于,所述有线连接方式包括同轴电缆线、光纤线、网线、USB线、串口线、视频线的任一种;所述无线连接的方式包括电磁波通信、光波通信及声波通信的任一种。
16.一种脑部图像微波检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
校准标签中的无源标签填充脑部与耦合介质的缝隙,增强信号耦合度和成像对比度;
校准标签中的有源标签发射射频脉冲,结合头围检测模块的内置天线进行信号接收,获取有源标签定位信息;
头围检测模块的内置天线发射射频脉冲,检测皮肤和无源标签,所述头围检测模块进一步包括敷设天线的天线阵列架、耦合介质袋、存储单元、心跳血压传感器、电池组、射频电路、微波信号源及无线通信模块,所述无线通信模块具有标签控制和模块通信功能,无线通信模块用于与成像控制处理模块及校准标签的连接通信,所述天线通过SMA接口与外部的射频航空集成线缆接头连接,天线采用不同频段的射频天线,天线内侧设置充放式的耦合介质袋,所述耦合介质袋内填充耦合介质溶液,射频电路用于控制射频通路的通断;
采用内置天线的不同频段信号配合有源标签定位信息对脑部轮廓成像并进行校准,具体为:由头围检测模块中的微波信号源的接收端信噪比控制增益,所述微波信号源输出的信号经过功率放大器放大,进一步由接收端获取信号发射端到接收端的幅值和相位变化,所述接收端进行单通道接收或多通道并行接收的微波信号处理;
有源标签发射射频脉冲,进一步对颅脑进行检测,构建脑部图像。
17.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求16所述的脑部图像微波检测方法的步骤。
18.一种脑部图像微波检测设备,包括:
一个或多个处理器;
存储器;以及一个或多个计算机程序,其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中,并且被配置成由所述一个或多个处理器执行,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求16所述的脑部图像微波检测方法的步骤。
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