Журнал клинической и экспериментальной онкологии

Новый возможный метод визуализации рака молочной железы с использованием антенн сверхширокополосного СВЧ-диапазона

Марьям Лиакат, Лукас Галлиндо Коста, Тьяго Кампос Васконселос, Патрисия Силва Лесса, Эмери Си Линс, Лоренна Каринн Безерра Сантос и Фредерико Диас Нуньес

Микроволновая визуализация (МИ) рака молочной железы — это новая неинвазивная и неионизирующая технология диагностики рака молочной железы, основанная на микроволновом излучении, рассеиваемом обратно тканями молочной железы. Обычно MBI исследует диэлектрические свойства тканей молочной железы для повышения контрастности изображения между опухолью и здоровой тканью с помощью алгоритма реконструкции обратного изображения. Кроме того, системы MBI могут быть экономически эффективными, компактными, а последние разработки вскоре сделают их носимыми. Даже рентгеновская маммография является золотым стандартом для визуализации опухолей внутри молочной железы; она по-прежнему имеет низкую контрастность для ранней диагностики, болезненна и ограничена по возрасту и дозе из-за ионизирующего излучения. Затем, в долгосрочной перспективе, наша группа мотивирована на разработку технологии MBI и экономически эффективных носимых систем для ранней диагностики рака молочной железы in vivo в качестве дополнения к рентгеновской маммографии. В краткосрочной перспективе мы проектировали наши системы путем моделирования, производства и первоначальных испытаний in vitro в лаборатории. В этой работе представлены начальные результаты проектирования и моделирования системы на основе жестких и/или гибких антенн в диапазоне от 0,001 ГГц до 3 ГГц для экспериментов in vitro. В деталях были спроектированы и смоделированы две различные формы (прямоугольная накладка и круглая щель) микрополосковых антенн Patch из материалов FR4, Cotton, Polyester и Pyralux Polyimide (для гибких антенн). Резонансная частота антенн зависит от диэлектрической проницаемости материала подложки и ее геометрии, поэтому программное обеспечение для высокочастотного моделирования (HFSS) смоделировало параметры рассеяния спроектированных антенн, которые также были протестированы на имитаторе-фантоме груди. Моделирование прямоугольных накладок и антенн типа «бабочка» привело к получению похожей на Гауссову кривой микроволнового излучения/обнаружения с пиком на частоте 1,9–2,7 ГГц с шириной полосы ~50–90 МГц.