关键字 |
| 特定吸收率(SAR)、微波检测和乳腺癌 |
介绍 |
| 在2013年,估计有232340个新例浸润性乳腺癌诊断女性在美国。连同64640新病例的非侵入性乳腺癌(原位)。从这些统计数据很明显,对于女性来说,乳腺癌的死亡率高于其他癌症。 |
| 目前标准的乳腺癌筛查方法包括x射线乳房x光检查,超声和磁共振成像(MRI)。x射线乳房x光检查是最常见的方法。尽管它已经显示出良好的乳腺癌检测能力,x射线乳房x光检查有很多知名的局限性,特别是在成像致密的乳房,乳房必须经过重压缩。此外它使用电离辐射和患有高假阳性[2]和假阴性率[1]。 |
| 超声波法与区分恶性和良性肿瘤斗争。核磁共振扫描非常昂贵,另外,检查和活检。最近的研究表明,使用微波检测乳腺癌的避免暴露于电离辐射,不需要压缩的乳房。这种技术取决于介电性能的检测内在对比肿瘤及其周围正常乳腺组织在微波频段[3]。 |
| 因为这个对比是在开发的早期阶段的肿瘤,它非常适合诊断乳腺癌的开始阶段。微波成像的目标是重建图像的乳房主要使用两种不同的方法基于微波断层[4]和雷达成像[5]。 |
| 特定吸收率(SAR)吸收能量的速度在身体组织和单位W /公斤。在本节中,我们建立了实用程序使用SAR的最大值的坐标检测肿瘤的位置在不同大小的乳房。正常乳腺和肿瘤之间的电磁吸收损失确定感染乳房和比较[7]。不同的肿瘤位置的吸收值在不同频率也进行了分析。 |
模型 |
答:乳腺癌模型 |
| 成熟的人类女性的乳房由脂肪、结缔组织和成千上万的小叶,小腺体与通过乳导管乳头。母乳喂养的母亲的牛奶经过小导管(管),并通过乳头。 |
| 为了测试验证的成像方法,模型,代表了乳房的主要组织是必要的。不同的模型已经被研究人员使用代表乳腺癌[5],[12]。一个等距视图的三维模型,利用这个工作是描绘在图1。模仿现实的早期肿瘤的大小,三个值(3毫米,4毫米和5毫米)被假定为肿瘤的半径。 |
| 这里的幻影车型是使用CST微波工作室创建一个全功能的软件包高频电磁分析和设计的范围。乳房模型设计异构乳房组织在hemi-spherical半径50 mm的形状。它包括一层皮肤,脂肪层和肿瘤。4毫米肿瘤是嵌入到乳房模型在四个不同的频率。 |
 |
b .天线模型 |
| 天线由一个矩形块,衬底,给水管路和地平面。天线是印在FR4基板厚度为0.1毫米,介电常数为4.3与地面在另一边。另一方面,一个50欧姆微条给水管路放置对称中心线的补丁。天线与高斯脉冲很兴奋。天线的尺寸结构如表1所示 |
 |
 |
c .特定吸收率(SAR) |
| 吸收损失来源于特定的吸收速率。特定吸收率(SAR)被定义为增量的时间导数能量(dW)吸收增量质量(dm)包含在一个体积元(dV)给定的质量密度(ρ)[9]。它是表示为 |
 |
| 按照IEEE C95.3标准典型的当地SAR值是平均在10 g组织大规模[11]。这些模型的总吸收功率计算使用以下方程 |
 |
 |
| 表2显示了峰值限制当地SAR值,平均值是全身(WB), 1 g的组织(1 g)或10 g的组织(10 g)在不同环境[10]。 |
结果 |
| 异构的乳房照微带贴片天线的电磁信号和总SAR,平均10 g、坐标的最大值特别行政区获得了从4到7 GHz频率。表3和4总结了价值观和总SAR和最大SAR获得使用的坐标方程分别在正常和不正常的乳房。可以看出总和最高SAR值更高的肿瘤相比,乳房正常乳腺的影响。 |
 |
| 可以看出SAR点的坐标的最大值的位置肿瘤在乳房肿瘤的影响。这表明当地最大的SAR分布发生在正常乳腺肿瘤而SAR的最大值点的坐标位置接近乳房表面表明当地最大的SAR分布发生在乳房层靠近天线。5 GHz总正常乳腺和最大SAR值为0.442134 W /公斤和7.36359 W / Kg。而对于肿瘤影响乳房0.465173 W / Kg,分别为7.87322 W / Kg。 |
 |
| 表5显示了不同大小的吸收功率的不正常的乳房从25毫米到50 mm 5 ghz频率。肿瘤中心放置的所有不同大小的乳房。可以看出当乳房的质量增加不同频率的吸收能力也增加。 |
| 表6总结了SAR的最大值的坐标当乳房内的肿瘤被放置在4个不同的位置。四,成功2肿瘤被发现的位置。改变乳房的大小,观察到的坐标的最大值SAR仍能检测肿瘤的位置。例如,50 mm乳房的吸收损失值在5 GHz 0.318902 W。然而在同一频率的吸收功率值35毫米和43毫米乳房0.307565 W和0.312339 W。 |
 |
| 表7总结了SAR的最大值的坐标当肿瘤3毫米,4毫米和5毫米是放置在50毫米半径乳房在3个不同的位置。改变大小的肿瘤,这是观察到的坐标的最大值SAR仍能检测肿瘤的位置。 |
 |
| Table8总结了SAR的坐标的最大值4毫米肿瘤时放置在50毫米半径乳房在三种不同的频率。肿瘤的位置发现了成功。改变频率,观察到的坐标的最大值SAR仍能检测肿瘤的位置。因此,首先建立异常存在我们可以尝试识别肿瘤的位置。 |
结论 |
| 上述模拟数据清楚地表明,特区和吸收损失值更高的癌症乳腺癌和这些值随着乳房的质量的增加而增加。最大值的坐标SAR可以作为指示定位肿瘤,因为它能够检测位置改变肿瘤的位置。同样的被发现增加乳房直径。所有这些表明使用EM吸收损失的可能性检测乳腺肿瘤。未来的工作需要制定切合实际的乳房模型和扩展这个方法通过确定一个可接受范围的吸收值正常乳腺组织。 |
引用 |
- p . t . Huynh, a . m . Jarolimek和美国大冶、假阴性乳房x光检查,x光照片。,18卷,不。5,1137 - 1154年,1998页。Poplack, k·d·鲍尔森,“临床原型主动微波成像的乳房,“IEEE反式。微波理论技术,48卷,pp.1841 - 1853, 2000年11月。
- j·g·爱尔摩·m·b·巴顿v . m . Moceri波尔克,p . j .舞台和s·w·弗莱彻,“十年andclinical假阳性的风险进行筛查性乳房x光检查乳房检查,“新英格。338卷,j .地中海。16日,页。1089 - 1096年,1998年。
- AJ。Surowiec s . s . Stuchly j·r·巴尔和a . Swarup“介电性能的乳腺癌和周围组织,“IEEE Trans.Biomed。Eng。,vol. BME-35, pp. 257–263, Apr. 1988.
- P . m . Meaney m·w·范宁d . Li s P。
- s . c . Hagness a Taflove, j . e .桥梁,“二维FDTD分析脉冲微波共焦系统的乳房cancerdetection:定焦和天线阵列传感器”IEEE反式。生物医学。Eng。,vol. 45, no. 12, pp. 1470–1479, Dec. 1998.
- N.I.M. Yusoff, s . Khatun S.A. AlShehri,表征超宽频吸收损失的身体组织传播模型,“在InternationalConference通信(MICC),第258 - 254页,2009年。
- 穆罕默德·m·Elsewe”评价EM吸收损失的乳房乳腺癌诊断质量,”国际会议onEngineering在医学和生物学协会(磨床),3897 - 3900年,2011页。
- “国际非电离防护委员会(ICNIRP) 1998”指南有限的接触时间不同电磁力andelectromagnetic字段(300 GHz)、保健物理学卷。74年,没有。4,第522 - 494页,1998年4月。
- 推荐实践测量andComputations射频电磁场对人类接触等领域,100 khz - 300 GHz, IEEE StandardC95.3, 2002年。
- 国际非电离防护委员会(ICNIRP) 1998”指南有限的接触时间不同电气,magneticand电磁场(300 GHz)”,保健物理学,74卷,不。4,第522 - 494页,1998年4月。11)
- Begaud泽维尔,一个¢超宽带宽缝隙天线与带阻特性,一个¢欧洲会议上天线andPropagation (EUCAP),页1 - 6,2006。
- A . Abbosh¢早期乳腺癌检测使用多普勒频移,“亚太微波会议论文集(APMC) pp.275 - 278, 2010年12月
|
菜单
