Estymacja wewnętrznego rozkładu temperatury w tkankach biologicznych za pomocą wieloczęstotliwościowego termografu mikrofalowego

• Autorzy: Stec B. , Dobrowolski A. , Susek W.

Warianty tytułu

EN

Estimation of internal distribution of temperature inside biological tissues by means of multifrequency microwave thermograph

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano problematykę związaną z promieniowaniem termicznym ciał rzeczywistych w zakresie mikrofalowym oraz opis własności transmisyjnych tkanek biologicznych rozpatrywanych w aspekcie diagnozowania nowotworu złośliwego sutka. Ponadto przedstawiono algorytm odwrotnej transformacji wieloczęstotliwościowych pomiarów radiometrycznych na rzeczywisty rozkład temperatury wewnątrz badanej tkanki biologicznej oraz zaprezentowano wyniki eksperymentu weryfikującego przedstawioną metodę.

EN

The passive microwave thermography is based on measurement of thermal radiation emitted by each body, which has the temperature higher than the absolute zero. The greatest intensity of radiation is in the infrared, but high attenuation of tissue in this range limits application of the infrared thermography only to measurements of skin temperature. In the microwaves the intensity of radiation is about ten million times less but attenuation of tissue is low. The monofrequency radiometry enables measurement of average temperature of a certain area. Therefore, we do not know whether the heat source is cool and not deep under the skin or perhaps it is hot but deeply situated. In both cases the temperature brightness on the external surface may be equal. We only know that there is an area of increased temperature under the antenna, which may indicate the presence of tumour. From the practical point of view the problem of estimation of spatial temperature distribution inside the investigated object is particularly interesting. The presented solution uses the power thermography on different frequencies. This method is based on the increasing intensity of thermal radiation and at the same time on the decreasing depth of penetration into biological tissues vs. frequency. The correctness of the presented analysis has been confirmed by the described experiment. The obtained results indicate a possibility of non-invasive detecting and measuring of spatial temperature distribution inside a human body by means of multifrequency microwave thermograph. We hope that the presented method will be used in oncology and other fields of medicine.

Słowa kluczowe

PL

termograf mikrofalowy; radiometr; promieniowanie termiczne; przestrzenny rozkład temperatury; rak sutka

EN

microwave thermograph; radiometer; thermal radiation; spatial temperature distribution; breast cancer

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN SA
• Czasopismo: Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 48, z. 1
• Strony: 101--115
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Stec B.

autor

Dobrowolski A.

autor

Susek W.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, ul. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 49,

Bibliografia

• 1. I. B. Bocquet, J. C. Van De Velde, A. Mamouni, Y. Leroy, G. Giaux, J. Delannoy, D. Delvalee: Microwave radiometric imaging at 3GHz for the exploration of breast tumours. IEEE Transactions On MTT, 38(6), 1990, pp. 791+793.
• 2. Y. Leroy, A. Mamouni, J. C. Van De Velde, B. Bocquet, G. Giaux, J. Dellanoy: Non — invasive measurement of subcutaneous tissue temperature by microwave radiometry. Innov. Tech. Biol. Med., 12, 1991, pp. 155+162.
• 3. A. Mamouni, Y. Leroy, B. Bocquet, J. C. Van De Velde, F. Gelin: Computation of near — field microwave radiometric signals: definition and experimental verification. IEEE Transactions On MTT, 39(1), 1991, pp. 124+132.
• 4. S. Mizushina, K. Abe, H. Ohba, K. Kondoh, Y. Nakamura, T. Sugiura: Multifrequency microwave radiometry for medical applications. Res. Inst. of Electron., Shizuoka Univ., Hamamatsu, Japan, 1996, 4, pp. 1257+1260.
• 5. B. Stec, A. Dobrowolski: Wieloczęstotliwościowa termografia mikrofalowa. Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji PAN, 45(2), Warszawa 1999, pp. 225+233
• 6. B. Stec, A. Dobrowolski: Analiza i pomiary wewnętrznego rozkładu temperatury tkanek biologicz-nych z wykorzystaniem wieloczęstotliwościowego termografu mikrofalowego. Biuletyn WAT, Rok XLIX, 6 (574), 2000, pp. 5+18.
• 7. B. Stec, A. Dobrowolski: Estimation of internal distribution of temperature inside biological tissues by means of multifrequency microwave thermograph. 13' International Conference on Microwaves, Radar and Wireless Communications (MIKON'2000), Wroclaw 2000, pp. 577+580.
• 8. B. Stec, W. Susek: A 4.4 GHz microwave thermometer with compensation of reflection coefficient. 13" International Conference on Microwaves, Radar and Wireless Communications (MIKON'2000), Wroclaw 2000, pp. 453+456.
• 9. F. Sterzer: Microwave radiometers for non — invasive measurements of subsurface tissue temperatures. Automedica, 8(4), 1987, pp. 203+211.