一种无创射频微波急性脑出血检测系统

本发明涉及无创脑成像，特别涉及一种无创射频微波急性脑出血检测系统。背景技术：1、在急救领域，急性出血性脑卒中又称急性脑出血，是指颅内血管破裂导致周围脑组织局限性出血的情况。脑出血的致残、致死率高，脑出血患者1个月死亡率高达35%～52%，6个月末仍有80%左右的存活患者遗留残疾，是中国居民死亡和残疾的主要原因之一。脑出血早期进展迅速，易出现神经功能恶化进一步会导致严重的神经系统功能障碍，是一种医学紧急状况。2、如何快速准确定位出血点和出血面积则是相关技术的重点，传统的技术方案存在以下不足：3、检测不便，计算机断层扫描（computed tomography, ct）和磁共振成像（magneticresonance imaging, mri）等检测方式都需要将患者送入医院后才能开展，其设备较大，不够便携、操作复杂、检查时间较长等情况，存在对急性脑出血救治不及时的问题，且目前无法在院前对脑出血患者进行诊断；4、需对患者进行大范围移动，容易造成二次损伤，且一些传统的脑出血检查装置需要患者长时间保持相对固定的体位，可能导致患者的不适感，尤其是对于急性患者、老人或儿童。5、因此，提出一种无创射频微波急性脑出血检测系统。技术实现思路1、为解决上述技术问题，本发明提供一种无创射频微波急性脑出血检测系统，用以解决传统急性脑出血检测方式检测耗时长、患者检测不便的问题。2、本发明实施例中提供了一种无创射频微波急性脑出血检测系统，包括：3、微波发送模块，用于通过多路微波发射器向检测者大脑发送微波信号；4、微波接收模块，用于通过多路微波接收器接收检测者大脑反射回的回波信号；5、信号处理模块，用于对所述回波信号进行功率衰减和频率偏移预处理，根据预处理回波信号对检测者颅内进行出血点检测，进一步分析颅内出血点与微波接收器的距离数据，进行混频处理，通过傅里叶变换到频域内进行频谱分析处理，生成单路回波信号对应的目标区域的二维图像；根据多路回波信号将获取多个二维图像进行图像融合，获取检测者颅内的三维图像。6、优选的，本发明实施例提供的一种无创射频微波急性脑出血检测系统，所述微波发送模块，包括：若干微波发送单元；7、所述若干微波发送单元，包括：8、信号发生器，用于生成微波信号；9、10、其中，为时间窗函数，为传播时间差变量，为时间常数，j为虚数单位，为发送信号中心频率，为信号偏移，为扫描周期，；11、发送微带线半波对称振子，用于将所述微波信号向检测者大脑辐射；12、所述发送微带线半波对称振子，包括振子臂、介质基板和引向器；所述介质基板采用双面印刷结构，底部安装有sma插座，所述介质基板一侧设置有接地导体，所述接地导体通过馈点引向振子臂，在所述振子臂前设置有所述引向器；所述介质基板采用氧化铝陶瓷板材料。13、优选的，本发明实施例提供的一种无创射频微波急性脑出血检测系统，14、所述介质基板的尺寸参数为120mm×80mm×1.6mm，相对介电常数在5-10之间；所述振子臂长度为1/4波长，所述引向器为三级结构，每级引向器长60mm，略小于1/2波长；每级引向器间隔28mm，为0.4倍波长。15、优选的，本发明实施例提供的一种无创射频微波急性脑出血检测系统，所述微波接收模块，包括：若干微波接收单元；16、所述微波接收单元，包括：17、接收微带线半波对称振子，用于接收经检测者大脑反射的回波信号；18、信号处理器，用于对所述回波信号进行adc采样处理，并将处理后的回波信号向所述信号处理模块传输。19、优选的，本发明实施例提供的一种无创射频微波急性脑出血检测系统，所述信号处理模块，包括：20、信号预处理单元，用于根据所述微波发送单元和所述微波接收单元的设备参数，对单一通路微波接收单元接收到的所述回波信号进行功率衰减和频率偏移分析，获取预处理回波信号；21、出血点检测单元，用于根据所述预处理回波信号分析检测者颅内出血点的位置，并计算出血点与接收微带线半波对称振子的距离数据；22、23、其中，为出血点的位置坐标与接收微带线半波对称振子的位置坐标 的距离；24、信号处理单元，用于根据预处理回波信号，计算功率差矩阵，获取方位差数据，将距离数据和方位差进行混频处理，获取中频信号，通过傅里叶变换在频域进行分析处理，生成颅内相应目标区域的二维图像；25、图像生成单元，用于根据获取的多个二维图像，融合生成三维图像。26、优选的，本发明实施例提供的一种无创射频微波急性脑出血检测系统，所述信号预处理单元，包括：功率分析子单元、功率衰减子单元、功率校正子单元、偏移校正子单元和信号合成子单元；27、所述功率分析子单元，用于根据所述微波发送单元和所述微波接收单元的设备参数，分析所述回波信号的接收功率；28、29、其中，为在传播时间接收所述回波信号的接收功率，为所述微波发送单元在时刻的发射功率，为所述微波发送单元的增益，为所述微波接收单元的增益，为波长，为距离向，t0为微波信号的发送时间，t1为回波信号的接收时间，δt= t1- t0；30、所述功率衰减子单元，用于分析所述微波接收单元接收所述回波信号的衰减因素，获取信号衰减功率；31、32、其中，为所述微波接收单元在传播时间接收所述回波信号的信号衰减功率，e为自然对数的底，为衰减系数；33、所述功率校正子单元，用于根据所述回波信号的接收功率和所述信号衰减功率，获取所述回波信号的校正功率；34、35、频率偏移子单元，用于对所述回波信号进行频率偏移分析，获取所述回波信号的散射系数；36、37、其中，为所述回波信号的接收频率，为所述回波信号的发射频率，为检测者进行检测时的抖动速率；38、所述偏移校正子单元，用于根据所述回波信号的校正功率和所述散射系数对所述回波信号进行校正处理，获取校正回波信号；39、40、所述信号合成子单元，用于根据单一通路的微波接收单元在检测时间t0内对接收到的校正回波信号进行信号合成，获取预处理回波信号；41、42、优选的，本发明实施例提供的一种无创射频微波急性脑出血检测系统，所述信号处理单元，包括：43、频谱计算子单元，用于对出血点与接收微带线半波对称振子之间的距离数据进行快速傅里叶变换，获取距离频谱信号；44、方位差分析子单元，用于根据预处理回波信号，计算功率差二维矩阵，获取方位差数据；45、混频处理子单元，用于根据所述距离数据和所述方位差数据进行混频处理，获取中频信号；46、47、其中，r为距离数据，c为光速；48、信号处理子单元，用于根据所述中频信号，构建二维空间矩阵，并进行快速傅里叶反变换，获取二维频谱矩阵；49、补偿处理子单元，用于根据所述二维频谱矩阵进行相位和时域补偿，获取二维频谱变换矩阵；50、图像生成子单元，用于根据所述二维频谱变换矩阵进行二维快速傅里叶反变换，获取检测者颅内目标区域的二维图像。51、优选的，本发明实施例提供的一种无创射频微波急性脑出血检测系统，所述图像生成单元，包括：52、图像获取子单元，用于根据多路微波接收器接收到的回波信号，经所述信号处理单元处理后，获取相应的多个二维图像；53、图像标记子单元，用于根据所述二维图像对应的微波接收器，确定所述二维图像对应的头部检测区域，生成区域标签，并标记于所述二维图像上；54、图像拼接子单元，用于根据所述区域标签，将所述二维图像基于笛卡尔坐标系进行拼接，获取拼接三维图像；55、图像三维处理子单元，用于根据所述预处理回波信号的频谱信息，基于图像分析模型提取所述拼接三维图像的深度信息，根据所述深度信息，调整所述拼接三维图像的色彩高度，获取三维立体图像；56、图像融合子单元，用于检测所述三维立体图像中的边缘拼接处，通过sifi算法对所述三维立体图像中的边缘拼接处进行融合处理，获取检测者颅内的三维图像。57、优选的，本发明实施例提供的一种无创射频微波急性脑出血检测系统，还包括：仿真测试模块；58、所述测试发送单元，用于向模拟人体组织发送不同频率的测试微波信号；59、所述测试接收单元，用于通过模拟人体组织接收测试回波信号；60、所述测试分析单元，用于分析所述测试回波信号的陷波特性，确定所述微波信号的标准工作频率。61、优选的，本发明实施例提供的一种无创射频微波急性脑出血检测系统，所述仿真测试模块，还包括：62、所述测试发送单元，用于向模拟人体组织发送标准工作频率的测试微波信号；63、所述测试接收单元，用于通过模拟人体组织接收所述测试回波信号；64、所述测试计算单元，用于根据模拟人体组织的质量密度和导电率，计算比吸收率sar；65、66、其中，为模拟人体组织的导电率，为模拟人体组织的质量密度，e为所述测试接收单元接收到所述测试回波信号的电场强度；67、所述测试决策单元，用于获取测试过程中比吸收率的最大值，将最大比吸收率与预设大脑安全限值进行比对，当所述最大比吸收率低于所述预设大脑安全限值时，可将系统用于检测者的颅内检测。68、与传统技术相比，本发明的有益效果在于：通过向检测者大脑发送微波信号，接收检测者大脑反射回的回波信号，并通过信号处理模块对回波信号进行预处理分析、频谱变换分析，生成二维图像，进一步通过图像融合，实现了对检测者颅内三维图像的获取，医护人员根据三维图像，便可获取检测者颅内的脑出血状况，做出相应的医护处置；解决了传统技术中计算机断层扫描或磁共振成像等检测方式操作复杂、检测耗时较长的问题，提高了对患者救治的及时性，并且无需患者长时间保持相对固定的体位，便可实现对患者脑出血的快速检测，避免了传统技术中需患者进行大范围移动造成二次损伤的问题，提高了患者检测过程中的舒适性，使得系统能够满足急性患者、老人或儿童等不同群体的颅内出血检测，进而提高系统的适用性。69、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。70、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。