Антенны-аппликаторы для радиотермометрического исследования тепловых полей внутренних тканей биологического объекта

• Автор: Седанкин, Михаил Константинович
• Шифр специальности: 05.11.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 247 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МИКРОВОЛНОВАЯ РАДИОТЕРМОМЕТРИЯ В МЕДИЦИНСКОЙ ПРАКТИКЕ
1.1. Физические основы теплового излучения
1.2 .Теплообмен в биологическом объекте
1.3. Тепловые методы диагностики и динамика опухолевых процессов
1.4. Микроволновая радиотермометрия в медицине
1.4.1. История развития микроволновой радиотермометрии
1.4.2 Современное положение микроволновой радиотермометрии
1.5. Современные антенны-аппликаторы медицинского назначения
1.6. Выбор оптимального варианта построения антенн-аппликаторов для измерения собственного излучения биологических объектов
1.7. Основные выводы и результаты
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Основные принципа микроволновой радиотермометрии
2.2. Электрическое поле антенны в приближении плоской волны
2.3. Затухание электромагнитных волн в биологических тканях
2.4. Численное решение уравнений Максвелла
2.5. Результаты моделирования поля антенны в ближней зоне
2.5.1. Исследуемая структура биологического объекта
2.5.2. Распределение электрического поля антенны в поперечном сечении
2.5.3. Изменение электрического поля антенны по глубине
2.5.4. Исследование радиометрической весовой функции антенны
2.6. Расчёт повышения радиояркостной температуры в биологической
ткани при наличии злокачественной опухоли

2.7. Исследование антенн-аппликаторов, применяемых в маммологии
2.8. Оценка влияния слоистости биологической ткани на определение интенсивности радиотеплового излучения
2.9. Основные выводы и результаты
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА
3.1. Математическое моделирование теплового поля в биологических
тканях при наличии злокачественной опухоли
3.2. Математическое моделирование теплообменных процессов биологических тканей
3.2.1. Учёт влияния тепловыделениие и кровотока опухоли, размера и теплопроводности МЖ
3.3.2. Учёт влияния факторов внешней среды
3.2.3. Аппроксимационная функции для нормальной МЖ
3.3. Основные выводы и результаты
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ГАММЫ АНТЕНН-АППЛИКАТОРОВ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
4.1. Система характеристик для сравнения антенн-аппликаторов
4.2. Глубина и размеры области измерения радиояркостной температуры
4.3. Разрешающая способность антенн-аппликаторов
4.4. Затухание электромагнитного поля по глубине
4.5. Конструкции исследуемых антенн-аппликаторов
4.6. Антенны-аппликаторы на базе круглых волноводов
4.7. Антенны-аппликаторы на базе прямоугольного волновода
4.8 .Печатные (плоские) антенны-аппликаторы
4.9. Рамочная антенна
4.10. Результаты расчётов различных антенн-аппликаторов

4.11. Двухдиапазонная антенна-аппликатор диаметром 32 мм
4.12. Миниатюрные антенны-аппликаторы
4.13. Основные выводы и результаты 15
ГЛАВА 5. ПРИМЕНЕНИЕ ГАММЫ АНТЕНН-АППЛИКАТОРОВ В РАЗЛИЧНЫХ ОБЛАСТЯХ МЕДИЦИНЫ
5.1. Теоретическое обоснование применения антенн-аппликаторов в микроволновой радиотермометрии головного мозга
5.1.1. Математическое моделирование собственного излучения тканей головного мозга человека в микроволновом диапазоне
5.1.2. Результаты моделирования собственного излучения головного
мозга в микроволновом диапазоне
5.2. Исследование эффективности выявления теплоаномалий биологических тканей с различными электрофизическими свойствами
5.3. Практическое использования разработанных антенн-аппликаторов
5.3.1. Применение в экспериментальной онкологии
5.3.2. Применение в маммологии
5.3.3. Применение в диагностике заболеваний головного мозга
5.3.4. Применение в диагностике заболеваний сонных
5.4. Основные выводы и результаты
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

стороне платы АА запаивается внутренний проводник коаксиального кабеля через отверстие в точке А, на другую сторону - внешний проводник кабеля. Рабочая частота АА - 1.2 ГГц. АА имеют металлические экраны в виде цилиндра для экранировки от внешнего ЭМИ (рис. 1.8, слева).
Рис. 1.7. Две раШЬ-антенны: Га15 (слева) и Ба120 (справа) [96]: А - точка питания печатной антенны[109]
Общий размер АА с экраном - о46 мм. Наличие экрана, большой размер АА (о>30 мм) усложняет их использование в диагностике заболеваний различных органов. Также отсутствие системы контроля прилегания АА к коже не даёт возможности полностью исключить попадания внешнего ЭМИ в апертуру АА. Не ясен характер влияния металлического фланца на измеряемую температуру. АА также присущ недостаток узкополостности.
В работе [108] представлена трёхчастотная АА (рис. 1.8, справа), выполненная на диэлектрике с 8=2.6 и толщиной 1.6 мм. Измерения осуществляется через болюс толщиной 3 мм с электродинамическими параметрами: 8=10, о=0.001 См/м. АА имеет структуру «ромашки» и состоит из семи четвертьволновых рашЬ-излучателей, позволяющих независимо измерять РЯ температуру БО с площади 40 см2. АА позволяет производить измерения на трёх частотах: 1.4 ГГц (центральный участок - 7); 2.6 ГГц (участки - 2, 4, 6); 3.5 ГГц (участки - 1, 3, 5). Возбуждение АА осуществлялось подобно АА,