عنوان پایان‌نامه
طراحی و پیاده سازی یک سیستم تصویر برداری فرا پهن باند برای تشخیص بافت های سرطانی
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-میدان
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3139;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79781;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3139;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79781
- تاریخ دفاع
- ۲۶ دی ۱۳۹۵
- دانشجو
- علی رضا معدن نژاد
- استاد راهنما
- رضا فرجی دانا
- چکیده
- هدف این پایان‌نامه معرفی و طراحی یک سیستم تصویربرداری مایکروویو فراپهن باند برای تشخیص سرطان سینه است. در ابتدا روش‌های کنونی برای تشخیص سرطان مانند اشعه‌ی X و MRI و التراسوند بررسی شده‌اند. در ادامه سیستم تصویربرداری مایکروویو به عنوان جایگزین مطرح شده و روش تصویربرداری مایکروویو فراپهن‌باند و اجزای مختلف آن مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین الگوریتم‌های بازسازی تصویر متشکل از روش های حذف سیگنال ناخواسته و روش معکوس زمانی DORT به منظور بازیابی پاسخ تومور معرفی شده‌اند که مجموع این دو روش به بازیابی پاسخ تومور و تشخیص آن منجر می شود. در ادامه برای پیاده سازی این الگوریتم ها یک سیستم تصویربرداری ساده و عملیاتی در قالب طرح اسکنر دوبعدی طراحی و ساخته شده است. در این طرح از یک جفت آنتن مشابه مینیاتوری در باند فرکانسی3.1-10.6GHz برای جمع آوری داده ها استفاده شده است که در هر مرحله با چرخش 30 درجه یکی از آنتن ها موقعیت فرستنده و گیرنده تغییر می کند به طوریکه در مدت 9 دقیقه ماتریسی از داده ها را جمع آوری میکند. همچنین برای ارزیابی قابلیت های این سیستم مدل ساده شده از تومور و فانتوم سینه ساخته شده و تصاویر حاصل از این مدل ها با استفاده از الگوریتم‌های معرفی شده به دست آمده است. به کمک این سیستم تومور مشابه با تومور واقعی و با ابعاد 3 میلی متر قابل شناسایی بوده و همچنین حد تفکیک این سیستم در تشخیص تومور و غددشیردهی در حدود 28.5 میلی متر است. از مزایای این سیستم نسبت به سایر سیستم های مشابه تصویربرداری مایکروویو می توان به سادگی سخت افزاری، ارزان قیمت بودن و کیفیت مطلوب در بازسازی تصویر و قابلیت پیاده سازی کلینیکی اشاره کرد.
- Abstract
- In this thesis, an experimental microwave imaging system for early stage breast cancer detection based on a 2D scanner system is presented. This system can be used a simple and reliable breast health monitoring system. The system has novelty in antenna arrangement and imaging algorithm, also utilizes radar-based approach using ultra-wideband signals in the 3.1-10.6 GHz frequency band. Unlike the previously reported Multistatic systems, this novel system uses just a pair of antennas to collect the scattered signals from the breast. The imaging system is designed to reduce imaging artifacts that can be induced by an array antenna and also to eliminate the complexity of RF switches and cables. In comparison with previously reported systems, the constructed 2D scanner is more cost effective and suitable for table based clinical imaging. To evaluate the performance of the system, we here report the experimental result in different scenarios with realistic 3D breast phantoms. The resulted images show the capability of the proposed system for early stage cancer detection. Also a TDR based simple algorithm for localization of breast surface is presented to improve the imaging accuracy. Experimental results show that a 3mm diameter tumor in a phantom can be detected. Also in the same condition 2 equal 3mm tumor when are 1cm close to each other can be distinguished. Furthermore, selective focusing DORT implemented to evaluate the resolution of images when a dominant scatterer as glandular tissue is close 27.85 mm to 3mm tumor.
