基于红外热成像技术的乳腺疾病评估及其数值模拟

论文摘要

乳腺癌瘤是危害女性健康常见的恶性肿瘤之一。本文根据乳腺的解剖学结构及其生理学特征,基于乳腺的热传递物理基础,建立一个乳腺的三维热传导模型,并利用有限元法数值模拟乳腺的温度分布,分析相关因素如代谢产热、血液灌注、肿瘤大小、深度和位置对乳腺温度分布的影响以及周围环境条件对肿瘤体表热分布特征表达的影响。结果表明:(1)代谢产热、血液灌注、肿瘤大小、深度和位置对乳腺温度分布有着重要的影响;(2)环境条件对肿瘤体表热分布特征表达的影响较大。针对肿瘤体表热分布特征表达存在的问题,提出一种有效的用于增强肿瘤体表热分布特征的方案。利用红外热成像技术获取74例健康女性乳腺的红外热图像,提取其温度特征信息,给出乳腺疾病评估的初步判据,并利用该判据分析了12例女性乳腺红外热图。结果表明:健康女性左乳的平均温度略高于右乳,两侧乳腺的平均温度差异约为0.3℃。最后将乳腺红外热图分别与数值模拟和超声诊断结果进行对比。结果表明:(1)数值模拟技术可为乳腺红外热图像的解读提供强有力的辅助手段;(2)红外热图与超声的诊断结果基本一致。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 中文文摘
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 选题背景及意义
• 1.3 本论文的主要工作
• 第2章 乳腺解剖学及其疾病诊断方法
• 2.1 乳腺的形态、位置和构造
• 2.2 乳腺疾病检查常规的影像技术
• 2.2.1 钼靶X线成像
• 2.2.2 超声成像
• 2.2.3 核磁共振成像
• 2.2.4 近红外扫描成像
• 2.3 红外热成像的乳腺疾病诊断
• 2.3.1 红外热成像的物理基础
• 2.3.2 红外热图与疾病病理的相关性
• 2.3.3 乳腺红外热图诊断的发展历史
• 第3章 乳腺的温度分布及其有限元分析
• 3.1 乳腺的理论模型
• 3.2 正常乳腺温度分布的数值分析
• 3.2.1 代谢产热对正常乳腺温度分布的影响
• 3.2.2 血液灌注对正常乳腺温度分布的影响
• 3.2.3 代谢产热和血液灌注对正常乳腺温度分布影响的比较
• 3.3 肿瘤对乳腺温度分布的影响
• 3.3.1 肿瘤的热物理学特性及其生长过程
• 3.3.2 肿瘤大小、深度和位置对乳腺温度分布的影响
• 3.3.3 环境条件对肿瘤体表温度分布特征的影响
• 3.4 肿瘤体表热分布特征的增强
• 3.4.1 问题的提出
• 3.4.2 方法
• 3.4.3 结果与讨论
• 3.5 小结
• 第4章 乳腺的红外热成像实验研究
• 4.1 实验对象
• 4.2 实验仪器、环境和方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 实验结果
• 4.3.2 讨论与分析
• 4.4 乳腺红外热图与数值模拟结果的比较
• 4.5 乳腺红外热图与超声诊断结果的比较
• 4.6 小结
• 第5章 结束语
• 参考文献
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 个人简历