Subiecte

Abstract

Introducere

La nivel mondial, cancerul de sân a fost raportat a fi principala cauză de deces al femeilor. În fiecare an sunt depistate peste 1,8 milioane de cazuri noi de cancer mamar. Cancerul de sân este cauzat de prezența celulelor maligne sau tumorale în țesuturile mamare 1. Nu este o boală incurabilă. Diagnosticul fiabil într-o etapă mai timpurie este factorul cheie în tratarea cancerului de sân. Odată cu detectarea precoce, tratamentul cancerului de sân poate atinge o rată de supraviețuire de până la 97%, subliniind necesitatea urgentă a unei tehnici extrem de eficiente și fiabile pentru a detecta cancerul de sân mai devreme 2. Mamografia cu raze X, tomografia computerizată (CT), imagistica ultrasonică (SUA), imagistica prin rezonanță magnetică (RMN) sunt adesea utilizate pentru a detecta cancerul de sân 3,4. Aceste tehnici au unele limitări, cum ar fi detectarea fals pozitivă și ratată, scanarea cu rezoluție scăzută, compresie și ionizare incomode, costuri mai ridicate, degradarea performanței pentru tumoarea profundă sau solidă și procesul de diagnostic care necesită mult timp.

Deși antenele microstrip sunt destul de simple în ceea ce privește proiectarea și rentabilitatea, are unele limitări, cum ar fi câștigul mai mic (21, antenele transversale Vivaldi 22, antenele metamateriale (MTM) 23, antenele cu fante 24, utilizarea unei structuri electromagnetice 25, artificiala) conductor magnetic (AMC) 26 și multe altele. Aceste tehnici sunt aplicate pentru a face antenele UWB compatibile cu aplicațiile de imagini cu microunde. Antena Vivaldi este unul dintre instrumentele valoroase pentru MWI datorită caracteristicilor sale atractive, cum ar fi dimensiunea compactă, lățimea de bandă mai mare, directivitatea mai mare 27. Principalele provocări ale proiectării unei antene Vivaldi sunt obținerea performanței dorite la frecvențe mai mici, precum și menținerea modelului direct de radiație, păstrând în același timp dimensiunea compactă a cercetării în aplicații medicale pentru ultimii ani 27 .

Metodologie

Tehnologia de imagistică cu microunde se bazează pe diferitele proprietăți dielectrice ale tumorii și ale țesuturilor sănătoase din jur. În ceea ce privește frecvența microundelor, tumoarea și țesuturile sănătoase reflectă microundele în mod diferit, care este principiul care trebuie aplicat sistemului practic de detectare a celulelor canceroase. O rețea de antene va fi utilizată pentru a trimite impulsuri cu microunde în zona suspectată a țesutului uman. Semnalele sunt reflectate prin backscattering preluat de matrice și apoi analizat folosind un sistem de calcul adecvat pentru a detecta dacă există o tumoare prezentă 39. Pentru a obține imagini de înaltă rezoluție și precise, antenele compacte trebuie să fie capabile să radieze semnale pe o gamă largă de frecvențe, păstrând în același timp fidelitatea formei de undă pe o gamă largă unghiulară în astfel de sisteme de imagistică cu microunde care utilizează UWB 40. Una dintre opțiunile posibile pentru a îndeplini cerințele este structura planificatorului placa de circuite imprimate pe care se poate imprima antena 41 .

Materiale fantomă și metode de pregătire

În construcția unei fantome mamare, au fost luate în considerare patru straturi diferite, acestea sunt; piele, glandă, grăsime și tumoră. Fantoma este fabricată și măsurată pe baza procedurilor descrise în literatura 42. Proprietățile dielectrice ale numeroaselor țesuturi sunt luate în considerare prin permitivitate, care este media dielectricului cu valoare complexă,

Unde εr reprezintă constanta dielectrică și σ denotă conductivitatea țesutului împotriva frecvenței. Permitivitatea dielectrică a vidului este aici ε0, iar frecvența unghiulară este ω. Imaginea fantomei eterogene fabricate este ilustrată în Fig. 1.

portabil

Dezvoltat fantomă de sân eterogenă (A) fără tumoră (b) cu două tumori.