超声光散射成像对早期乳腺肿瘤的自适应检测方法研究

基本信息
批准号:61301012
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:28.00
负责人:刘丹
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:Peter Rolfe,刘美燕,叶树江,朱政,黄博妍,刘重阳,闫石
关键词:
多功能传感乳腺肿瘤信号重构超声光散射成像自适应检测
结项摘要

Ultrasound-guided Diffuse Optical Tomography (US-DOT) has attracted growing interest as an emerging method for the early detection of breast cancer. However, the performance of current approaches has been limited, firstly, since individual differences of mammary tissue have not been considered and, secondly, because noise caused by the human-machine interfacehas not been fully compensated. Thus overall results are subject-dependent and sensitive to user technique. Hither to the adaptive abilities of available systems have not been sufficiently robust, which has limited the development of US-DOT in the field of noninvasive detection of breast tumours. In recognition of the problems mentioned above, an adaptive method for early-stage breast tumour detection will be studied in the project, including the following aspects. Firstly, a theoretical basis for tumour optical detection and imaging will be developed through the creation of a dual-layer model. The correlation between tissue optical properties and geometry of the chest wall-breast interface will be thoroughly researched. An adaptive model of breast structure will also be constructed based on localization provided by ultrasonic phased arrays. We will establish the relationship between probe compression force and the breast tissue optical properties. By means of gradient experiments, an adaptive model of human-machine interface noise will be established. Finally, we will develop and utilise a nonlinear signal reconstruction method based on multifunctional sensing in view of the MIMO character of the adaptive models, and this will be able to boost the detection precision and flexibility as well as to decrease the computational complexity. The results emerging from this project will lead to a deeper understanding of the critical features of the US-DOT approach for adaptive detection and imaging for early-stage breast cancer and will, thereby, strengthen the scientific and technological basis of future research and clinical use of this method.

超声光散射成像在乳腺肿瘤的早期诊断中具有重要的应用价值。但是现有测量方法往往忽略了乳腺组织结构的个体差异及人机接口噪声,导致检测结果对测量环境敏感,检测系统的自适应能力较差,制约了超声光散射成像技术在乳腺肿瘤无创检测领域的深入研究和拓展。针对上述问题,本项目研究一种早期乳腺肿瘤的自适应检测方法,研究内容包括:探索双层模型的肿瘤光学检测和成像原理,研究乳腺-胸壁交界面的几何参数与组织光学特性的相关性,依据超声相控定位技术,构建乳腺组织结构的自适应模型;揭示探头作用力与乳腺组织光学特性的耦合规律,通过梯度实验,建立人机接口噪声的自适应校准模型;针对乳腺肿瘤自适应检测模型的多输入多输出特性,研究基于多功能传感理论的非线性信号重构方法,提高检测的准确度和敏捷度,降低计算复杂度。本项目研究成果有望形成对早期乳腺癌自适应检测和成像技术的有力支撑。

项目摘要

在本项目的资助下,课题组设计并制作了一套近红外肿瘤非侵入检测和成像系统的样机,包括阵列式多波长近红外传感探头和信号处理装置,该样机通过对比正常和癌变乳腺组织的吸收系数,实现肿瘤位置的定位与成像,仿体实验验证了该样机的有效性。此外,为了抑制非目标参量对目标参量的交叉影响,消除或者减弱交叉灵敏特性,课题组进行了多功能传感信号重构算法研究,并将之用于肿瘤检测中血氧浓度的测量环节,进一步提高了检测的精度。本项目在理论和实践方面都取得了一定的成果:其中,理论方面,提出了近红外光谱层析成像方法和实现流程,可用于指导后续研究工作,也可以为同领域其他研究工作者提供一定的理论依据;在实践方面,本项目的研究成果有望转化为乳腺恶性肿瘤检测的医疗设备,从而解决目前乳腺癌普查过程中存在的诊断费用过高、辐射危害大、侵入式检测等问题。总而言之,本项目的研究成果在理论研究和实际应用方面都具有深远的科学意义和广阔的应用前景。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

DOI:10.14188/j.1671-8844.2019-03-007
发表时间:2019
2

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
3

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

DOI:10.11999/JEIT150995
发表时间:2016
4

基于分形维数和支持向量机的串联电弧故障诊断方法

基于分形维数和支持向量机的串联电弧故障诊断方法

DOI:
发表时间:2016
5

基于全模式全聚焦方法的裂纹超声成像定量检测

基于全模式全聚焦方法的裂纹超声成像定量检测

DOI:10.19650/j.cnki.cjsi.J2007019
发表时间:2021

刘丹的其他基金

批准号:11201360
批准年份:2012
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11701188
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31201011
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71703087
批准年份:2017
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91749125
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:重大研究计划
批准号:81402936
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81100104
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81860618
批准年份:2018
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81573830
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:81460551
批准年份:2014
资助金额:55.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41901136
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81773258
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:11901248
批准年份:2019
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81700270
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81101904
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71803082
批准年份:2018
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31400302
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41701437
批准年份:2017
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30860271
批准年份:2008
资助金额:25.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81102323
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81860264
批准年份:2018
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81760587
批准年份:2017
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81503265
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81201851
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81501758
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61806021
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81900204
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51504107
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81774154
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:81600513
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71774127
批准年份:2017
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:81871108
批准年份:2018
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:21306062
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41702161
批准年份:2017
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21706037
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21401145
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81402562
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81701474
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31402093
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81303154
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81500282
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21501168
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81473086
批准年份:2014
资助金额:67.00
项目类别:面上项目
批准号:21103077
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11504100
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81401300
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21778050
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

HIF-1α及VEGF对乳腺癌肿瘤新生血管功能的调控及其超声光散射断层成像检测

批准号:81201112
批准年份:2012
负责人:朱庆莉
学科分类:H2703
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于散射SNOM的超分辨成像光场的检测方法研究

批准号:61307013
批准年份:2013
负责人:何家玉
学科分类:F0501
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
3

面向早期肿瘤检测的放射激发荧光断层成像方法研究

批准号:61901374
批准年份:2019
负责人:郭红波
学科分类:F0125
资助金额:24.50
项目类别:青年科学基金项目
4

基于光学逆散射理论的乳腺癌早期检测研究

批准号:39970220
批准年份:1999
负责人:何赛灵,孙威
学科分类:H2708
资助金额:13.00
项目类别:面上项目