用于乳腺癌無創(chuàng)熱療的共形天線設計研究.pdf

1、乳腺癌現(xiàn)今已經成為威脅女性健康的最致命的殺手之一,隨著科技的發(fā)展,治療的手段越來越多,微波熱療法作為其中較為有效的方法也在被大力的發(fā)展著。微波熱療是人為地把腫瘤加熱到42-45℃同時不會過加熱周圍的正常組織,并保持一段時間。之所以能夠達到這個效果,一方面是因為腫瘤組織的介電參數(shù)和電導率比正常組織要大很多,另一方面是因為腫瘤區(qū)域的血流量很小,散熱差。這兩方面的原因造成了能量在腫瘤區(qū)域的堆積,也使得微波技術可以用于乳腺癌的熱療。
　　

2、天線作為微波熱療系統(tǒng)中的最為重要的一部分,在迅猛的發(fā)展著。本文完成了運用共形微帶天線進行近場治療乳腺癌的數(shù)值仿真和理論解釋及驗證,探究運用天線近場進行治療乳腺癌的可能性。
　　首先,我們設計出了人體乳房的物理模型和在2.45GHz時的介電參數(shù)模型,為仿真提供直接可用的仿真目標。我們也會在接下來的工作中慢慢補充組織,使其更接近真實乳房。
　　然后,介紹了平面、柱面和球面微帶天線的形式,并介紹了球面微帶天線的改進型,依次進行仿真

3、比較,發(fā)現(xiàn)與乳房共形最好的球面微帶天線有最好的比吸收率(SAR)分布,所以對球面天線進行了細致的研究。近場天線只需要關注天線的反射系數(shù)S11和模型中的SAR分布。探討了加不加入介質油、介質基板厚度改變、天線貼片的形狀改變(圓形貼片變成環(huán)狀)以及地板和基板大小的改變時模型中SAR分布情況,最終得到當不加入介質油、基板厚度2mm、切割小圓半徑W為15mm、地板和基板大小參數(shù)m取150mm時具有最好的SAR分布。由于微波在人體組織中衰減很大,

4、在還沒有到達乳房后的肌肉心臟層就已經或衰減或被吸收完了,所以心臟區(qū)域沒有受到很大的微波輻射,所以之后的仿真中為了提升仿真速度,可以去除乳房之后的心臟區(qū)域。
　　再然后,通過分析模型中的SAR分布圖和坡印廷矢量分布圖,類比一般平面微帶天線的縫隙輻射理論,我們對共形球面天線進行了縫隙理論的解釋。坡印廷矢量的指向即為能量匯聚點,所以它的指向分布有助于我們找到天線輻射能量最為集中的區(qū)域,這樣就很方便的找到天線的能量匯聚區(qū)域。
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