相控陣乳腺腫瘤成像系統是用於普查乳腺腫瘤的新型醫療成像設備。採用相控陣雷達（Phased Array Radar）技術原理，選用低頻太赫茲波（low frequency terahertz radiation），雙模態工作，可同時斷層成像（tomography）。該系統的這些技術特徵，包括採用太赫茲波源和相控陣技術，均首次套用於醫療商品，屬填補世界空白的原創性醫療成像設備。
基本介紹
- 中文名：相控陣乳腺腫瘤成像系統
- 外文名：Breast Tumor ImagingSystem Based on Phased Array Technology
產品介紹,產品原理,國外相似研究,診斷套用,優點和危險性,
產品介紹
相控陣乳腺腫瘤成像系統是用於普查乳腺腫瘤的新型醫療成像設備。採用相控陣雷達（Phased Array Radar）技術原理，選用低頻太赫茲波（low frequency terahertz radiation），雙模態工作，可同時斷層成像（tomography）。該系統的這些技術特徵，包括採用太赫茲波源和相控陣技術，均首次套用於醫療商品，屬填補世界空白的原創性醫療成像設備。
檢查時，受檢者俯臥在設備床上，掃描設備的形狀如圓碗，用以托住女性胸部，短時間內，系統將探測到的數據傳輸到電腦中，形成三維圖像。
產品原理
該系統主要由相控陣雷達陣列，耦合媒質，電子處理過程，以及算法處理四部分組成，並結合相應的軟體算法來重構乳房介電常數的分布從而實現惡性腫瘤的檢測。
相控陣（Phased Array）：相位控制電子掃描陣列，利用大量個別控制的小型天線元件排列成天線陣面，每個天線單元都由獨立的開關控制，因此有抗干擾能力強、效率高等優勢。相控陣成像具有反應速度快，解析度高等特點。
相控陣乳腺腫瘤成像系統的波源採用低頻太赫茲波，太赫茲波是指頻率在0.1THz到10THz範圍的電磁波，介於微波與紅外之間，太赫茲波脈衝的典型脈寬在皮秒量級，不但可以方便地進行時間分辨的研究，而且通過取樣測量技術，能夠有效地抑制遠紅外背景噪聲的干擾。太赫茲波光子的能量低，只有幾毫電子伏特，因此輻射低，使用安全。
國外相似研究
在世界範圍內，基於不同天線的科研層面上的微波醫學成像系統已被數個小組所開發，但目前還沒有任何系統被商業化。美國的達特茅斯學院（Dartmouth College）的P. Meaney小組於2000年發明了世界上第一套基於微波層析技術的近場微波成像系統。該系統包含了一組由32個單極天線元組成、頻率範圍300- 1000 MHz的環形天線陣。該天線陣浸沒在測量台上一個充滿生理鹽水的容器內。病人在檢測時採用俯臥的姿勢，讓乳房也同時浸入在該容器中，使生理鹽水在人體乳房與天線之間形成一種耦合媒質。測量時天線陣通過步長為1 cm的垂直位移從下胸到乳頭對乳房進行斷層掃描。另一種微波成像系統是由英國布里斯托大學（Bristol University）的I. J. Craddock小組於2009年開發的。與Meaney小組所研發的微波成像系統相比，該系統採用了背腔貼片天線，能產生更高頻率的檢測信號，頻帶範圍從4.5- 10GHz。在天線陣的設定上，與Meaney小組的二維環狀天線陣相比，Craddock小組採用了三維半球型天線陣。
新興的太赫茲成像技術對癌症的檢測，始於皮膚等人體表層組織的檢測，例如劍橋大學及英國Teraview公司的Wallace及Woodward率先套用太赫茲波檢測皮膚癌。此外Wallace還套用時域太赫茲譜技術得到太赫茲波反射和傳輸的幅度及相位信息，進而得到物質在吸收譜及反射係數上的特徵，用來辨別不同的物質。在乳腺腫瘤的太赫茲波檢測方面，Wallace的研究小組也證實了太赫茲成像具有在術中辨別腫瘤組織邊緣並幫助清除乳腺腫瘤組織的套用價值。之後我國台灣國立大學的孫啟光教授研究組報告了在小鼠活體上植入乳腺癌和脂肪組織細胞模擬人體的乳腺癌環境，該研究表明使用太赫茲成像技術可以探測到0.02mm的早期乳腺癌。孫教授後續的研究還報告了乳腺癌患者的人體太赫茲檢測結果，同樣表明他們使用的傳輸式太赫茲譜技術可以提供對乳腺腫瘤很高的特異性和靈敏度。
目前，英國Micrima公司的研發團隊正在開發設備和計算機軟體，將雷達成像技術套用於乳腺檢測，該技術預計2年內將被廣泛用於輔助外科手術和臨床診斷。
診斷套用
在影像學中人們通常採用X光攝片技術作為診斷早期乳腺癌的“金標準”。然而X光由於是電離輻射，會給被檢查者的身體帶來較大的健康風險，而相控陣乳腺腫瘤成像系統採用太赫茲波源和相控陣技術，其電離輻射遠小於X光攝片技術。相控陣乳腺腫瘤成像系統可用於以下情況：
1）普通人群篩查
35歲以上女性屬於乳腺腫瘤的高危人群，應周期性檢測乳腺健康狀況。
2）乳腺腫瘤患者
對於乳腺腫瘤患者，可進行實時監測。醫生可根據監測結果制定治療策。
優點和危險性
1）該系統具有非侵襲性、操作簡單、低成本、適用人群廣泛、檢測過程舒適以及易於觀察、確診的特點；
2）該系統既可達到與X光成像和核磁共振成像相似的確診率，同時又可以提供經濟、安全、便捷的乳房檢測，可適用於大規模乳腺癌篩查；
3）在為高齡婦女提供乳腺癌早期檢測的基礎上，該系統也適用於任何年齡段的女性；
4）使用該系統可在數分鐘內完成全套檢測過程。
5）乳腺早期大規模普查，可提前診斷病情、提早治療，根據JAMA可使乳腺癌的死亡率減少20%-35%，既降低了國家總體醫療支出，又大幅提高癌症患者生存時間及質量。
完全無危險性
