Проектирование и моделирование неинвазивной микроволновой антенны для схемы гипертермического липолиза

DESIGN AND SIMULATION OF NON-INVASIVE MICROWAVE ANTENNA FOR HYPERTHERMIA LIPOLYSIS SCHEME
Eman Elnady, Kamel H. Rahouma, Hanafy M. Ali
2021-04-11

диапазон ISM 5,8 ГГцмикроволновая гипертермиянеинвазивная абляция жировой тканипрямоугольная рупорная антеннаудельная скорость поглощения (SAR)
Предложен неинвазивный метод гипертермической абляции жировой ткани с использованием микроволн. Метод основан на диэлектрическом нагреве жировой ткани с помощью прямоугольной рупорной антенны. Для концентрации электромагнитной (ЭМ) энергии, излучаемой внешней антенной, в жировой ткани выбрана рабочая частота 5,8 ГГц, относящаяся к промышленному, научному и медицинскому (ISM) радиодиапазону. Для защиты кожи от нагрева на ее поверхность нанесен слой кремния вместо водяного болюса, что снижает вероятность ожогов поверхности кожи. Работоспособность антенны оценивали в трех биологических тканях — коже, жировой и мышечной тканях — с использованием программного комплекса CST Microwave Studio (Computer Simulation Technology). Основной особенностью антенны является преимущественная концентрация удельной скорости поглощения (SAR) в жировой ткани по сравнению с другими тканями. Результаты показали хорошее согласование по потерям на возврат (S11); линейное значение SAR в жировой ткани оказалось выше, чем в других тканях, а температура внутри жировой ткани достигла 42,7 °C, при этом температура внутри кожи и мышечной ткани оставалась ниже 40 °C через 30 минут.
1
Предложена неинвазивная схема микроволновой гипертермии, использующая рупорную антенну для селективного нагрева жировой ткани посредством диэлектрического нагрева.
2
Для защиты кожи и снижения доли поверхностных ожогов вместо водяного болюса используется поверхностный слой кремния.
3
Через 30 минут температура жировой ткани достигла 42,7 °C, тогда как температура кожи и мышц оставалась ниже 40 °C; также наблюдалось хорошее согласование по S11.
4
Моделирование в CST тканей кожи, жира и мышц показало более высокую концентрацию SAR в жировой ткани по сравнению с кожей и мышцами.
5
Антенна работает на частоте 5,8 ГГц в ISM-диапазоне для концентрации электромагнитной мощности в жировой ткани.

Жировая ткань в слоистой биологической модели «кожа–жир–мышцы», подвергаемая воздействию прямоугольной рупорной антенны на частоте 5,8 ГГц

Неинвазивный микроволновый гипертермический липолиз, в частности избирательная концентрация SAR и температуры в жировой ткани при ограничении нагрева кожи и мышц

Publication Details
Publication Date
2021-04-11
Journal
Publisher
ISSN
Cited by
4
Access Type
Author Information
Authors
Eman Elnady
Kamel H. Rahouma
Hanafy M. Ali
Explore further
Open the scid.ai AI chat with a ready-made request: it will find papers on a similar topic and help build a literature review.
Find similar papers in the chat
Make a presentation
100%