用于乳腺癌無創(chuàng)熱療的共形天線設(shè)計(jì)研究.pdf

1、乳腺癌現(xiàn)今已經(jīng)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(shí)不會(huì)過加熱周圍的正常組織,并保持一段時(shí)間。之所以能夠達(dá)到這個(gè)效果,一方面是因?yàn)槟[瘤組織的介電參數(shù)和電導(dǎo)率比正常組織要大很多,另一方面是因?yàn)槟[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(shù)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(yùn)用共形微帶天線進(jìn)行近場(chǎng)治療乳腺癌的數(shù)值仿真和理論解釋及驗(yàn)證,探究運(yùn)用天線近場(chǎng)進(jìn)行治療乳腺癌的可能性。
　　首先,我們?cè)O(shè)計(jì)出了人體乳房的物理模型和在2.45GHz時(shí)的介電參數(shù)模型,為仿真提供直接可用的仿真目標(biāo)。我們也會(huì)在接下來的工作中慢慢補(bǔ)充組織,使其更接近真實(shí)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(jìn)型,依次進(jìn)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(duì)球面天線進(jìn)行了細(xì)致的研究。近場(chǎng)天線只需要關(guān)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(zhì)油、介質(zhì)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(shí)模型中SAR分布情況,最終得到當(dāng)不加入介質(zhì)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(shí)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(dá)乳房后的肌肉心臟層就已經(jīng)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(duì)共形球面天線進(jìn)行了縫隙理論的解釋。坡印廷矢量的指向即為能量匯聚點(diǎn),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。
　　最