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    基于醫學量子雷達的人體異常物質檢測方法技術

    技術編號:11115906 閱讀:126 留言:0更新日期:2015-03-06 12:55
    本發明專利技術公開一種人體異常物質的量子檢測方法,主要解決現有醫學CT掃描難以成像顯示不明顯病狀部位的不足。其技術方案是:基于量子比特經過傳輸信道會發生狀態改變的理論,將人體看成是量子比特的傳輸信道,則其量子態必與周圍環境相互作用,使量子態密度算符發生改變;通過測量設備測量該量子比特,得到改變的量子態密度算符,并計算得到傳輸信道與測量信道級聯的信道矩陣;將級聯信道矩陣與已建立的各種樣本所對應的信道矩陣數據庫進行比對,給出人體內部異常物質的定性和定量分析數據,以及異常物質存在的位置,并在CT掃描圖上給出標記。本發明專利技術可為醫生的診斷提供一種直觀的參考依據。

    【技術實現步驟摘要】

    本專利技術屬于量子信息學與醫學多學科交叉的
    ,特別涉及一種人體內異常物質的糾纏檢測方法,可用于對人體內部異常物質進行定性、定量、定位的檢測分析,以及將檢測結果成像顯示。為今后醫生診斷病情提供一種可視化的理論分析依據。
    技術介紹
    在正常情況下,人體內游離的離子元素,如酶,蛋白質,血糖等各種物質的含量均處于相對穩定的情況下。當這些物質的含量低于或高出指定界限時,就會出現異常,進而引發一系列的病癥。影響疾病的表現和演變的因素很多,同一類致病因素間也有質的區分,每個人接受的致病因素的量不同,每個人的反應性也不同,疾病的表現也就不同。具體的來說,這些致病因素,必將導致身體內部的化學物質含量出現異常。常規的核磁共振與CT技術,只能提供人體內部的直觀影像圖像,難以得知人體病變部位是哪些化學物質出現異常。而且,對于人體內部不明顯的病變癥狀,上述技術就更加難以提供直觀的影像圖,檢測不出哪里出現異常。比如說早期的癌癥患者利用上述技術檢測,是不可能檢測出其是具有癌變傾向的。微生物學的發展提供了許多檢驗方法,但這些方法也頗有問題。有些方法比較靈敏但特異性卻不高,也就是說把一部分沒有患這種病的人也當成患這種病了;有些方法的特異性雖高卻不靈敏,以致一部分有病的人未被發現。靈敏性和特異性很難兩全。現階段,檢驗人體內部異?;瘜W物質的各種方法在不同的應用需求中會受到許多的限制。
    技術實現思路
    本專利技術的目的在于針對上述現有醫學檢測方法的不足,提供一種人體內部異常物質的檢測方法,以給出人體內部異常物質的定性和定量分析數據,以及異常物質存在的位置并在CT掃描圖上給出標記,為醫生的診斷提供一種直觀的參考依據。本專利技術是基于量子態經過傳輸信道會發生狀態改變的理論而提出的,其技術方案是這樣實現的:一.醫學量子雷達檢測原理正常情況下,人體內的化學物質含量較為穩定,此時若將人體看成是量子的傳輸信道,則量子態必與周圍環境相互作用,量子態密度算符發生改變。而當傳輸信道不同時,即人體內的化學物質含量發生變化時,量子態密度算符必然有所差異。而且不同的化學物質,或是含量的不同,都會對量子態密度算符產生不同的改變。量子傳輸信道的信道屬性依賴于信道的輸入和輸出以及描述輸入和輸出之間關系的條件概率。但是,量子傳輸信道的特性受到量子物理學的約束,即信道受發射信號的量子物理特性的強烈約束,這是由量子物理中不同于經典物理的特性所致。因此,即使是全同信道,若輸入的量子比特不同,也可能將一個無噪聲的信道能會成為有噪聲的信道,所以要求對同一信道進行檢測時,需輸入相同的量子比特。量子傳輸信道的描述與經典信道的描述方式相同,但是描述信道特性的信道矩陣與量子特性有關。量子信源通過測量信道后,記錄下輸入的量子比特,對準人體需要檢測的部位,從另一側再通過測量信道,測出其變化過后的量子比特,進而可以得知輸入前后的量子態密度算符。根據前面測得的量子態密度算符,可以計算得到對應的信道矩陣。該信道矩陣與之前已建立的各種標本所對應的信道矩陣數據庫進行比對,即可定性、定量、定位的分析所檢測部位的化學物質是否出現異常。二.技術方案根據上述原理本專利技術提出的人體異常物質量子檢測方法,包括如下步驟:(1)通過患者的CT掃描圖像,得到患者的橫斷層圖庫;(2)對現有的醫學標本進行檢測,建立不同病癥、不同化學物質和其不同含量的信道矩陣數據庫;(3)以人體的正視圖為基準,橫向為X軸,縱向為Y軸,垂直于人體平面的方向為Z軸,建立三維坐標系;(4)由量子信源制備量子比特,得到對應的量子態密度算符ρ={ρi|i=1,2,…n本文檔來自技高網...

    【技術保護點】
    一種人體異常物質量子檢測方法,包括如下步驟:(1)通過患者的CT掃描圖像,得到患者的橫斷層圖庫;(2)對現有的醫學標本進行檢測,建立不同病癥、不同化學物質和其不同含量的信道矩陣數據庫;(3)以人體的正視圖為基準,橫向為X軸,縱向為Y軸,垂直于人體平面的方向為Z軸,建立三維坐標系;(4)由量子信源制備量子比特,得到對應的量子態密度算符ρ={ρi|i=1,2,…n},n表示量子態密度算符中元素的個數;(5)將量子比特輸入給測量設備,得到輸入量子態密度算符為并定義測量過程中所使用的測量算符集合為M={mk|k=1,2,…n},則為mk的共軛轉置;(6)將人體看成傳輸信道,利用從輸入測量設備中輸出的量子比特,對患者的待檢測部位進行掃描;(7)量子比特通過人體這個傳輸信道后,得到傳輸量子態密度算符為通過輸出測量設備測定該量子比特,得到輸出量子態密度算符為ρs,則ρs=MρoutM+,M+為M的共軛轉置;(8)由上述參數ρin、ρout及ρs,得到傳輸信道的信道矩陣pc,以及輸出測量信道的信道矩陣pm,并將傳輸信道和輸出測量信道這兩個信道級聯,得到級聯信道矩陣Pt;(9)將級聯信道矩陣Pt與信道矩陣數據庫進行比對,實現對人體內異常物質的定性、定量分析:(9a)在信道矩陣數據庫中查找與級聯信道矩陣Pt相匹配的信道矩陣;(9b)根據查找到的信道矩陣,查看其所對應的化學物質及含量;(9c)將上述得到的化學物質含量與正常數值范圍相比較,判斷該物質是否出現異常,若化學物質含量不在正常數值范圍之內,則為異常;(10)記錄異常位置在三維坐標系中的X軸向值和Z軸向值,并在當前CT圖中標識出該異常部位。...

    【技術特征摘要】
    1.一種人體異常物質量子檢測方法,包括如下步驟:
    (1)通過患者的CT掃描圖像,得到患者的橫斷層圖庫;
    (2)對現有的醫學標本進行檢測,建立不同病癥、不同化學物質和其不同含量的信道矩
    陣數...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:聶敏,任杰,李旭王林飛楊光張美玲,
    申請(專利權)人:西安郵電大學
    類型:發明
    國別省市:陜西;61

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