Медицинская Техника / Медицинская техника №6, 2019 / с. 29-32

Исследования СВЧ-радиотермографа на основе интегральных микросхем

А.Г. Гудков, В.Ю. Леушин, С.Г. Веснин, И.А. Сидоров, М.К. Седанкин, Ю.В. Соловьев, С.В. Агасиева, С.В. Чижиков, Д.А. Горбачев, С.И. Видякин

Аннотация

Микроволновая радиотермометрия позволяет неинвазивно выявлять термонеоднородности в биологических тканях, проводить раннюю диагностику онкологических заболеваний, а также корректировать терапию по изменению параметров электромагнитного излучения организма. В работе представлен аналитический обзор разработок в области медицинских радиотермографов. Сформулированы проблемы, препятствующие развитию радиотермометрии, а также предложены пути их решения.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Александр Григорьевич Гудков, д-р техн. наук, профессор,

Виталий Юрьевич Леушин, канд. техн. наук, доцент, ФГБОУ ВО «МГТУ им. Н.Э. Баумана»,

Сергей Георгиевич Веснин, канд. техн. наук, генеральный директор, ООО «Фирма «РЭС»,

Игорь Александрович Сидоров, канд. техн. наук, начальник отдела, АО «Концерн «Вега»,

Михаил Константинович Седанкин, канд. техн. наук, ст. научный сотрудник, ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России, г. Москва,

Юрий Владимирович Соловьев, канд. техн. наук, начальник ОР и ПП на основе А3В5 и А4В4, АО «Светлана-Электронприбор», г. С.-Петербург,

Светлана Викторовна Агасиева, канд. техн. наук, доцент, ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»,

Сергей Владимирович Чижиков, аспирант, ФГБОУ ВО «МГТУ им. Н.Э. Баумана»,

Дмитрий Анатольевич Горбачев, инженер 1-й категории, аспирант заочной аспирантуры, АО «Концерн «Вега»,

Святослав Игоревич Видякин, аспирант, ФГБОУ ВО «МГТУ им. Н.Э. Баумана», г. Москва,

e-mail: ooo.giperion@gmail.com

Список литературы

1. Vesnin S.G. et al. Modern microwave thermometry for breast cancer // J. Mol. Imag. Dynamic. 2017. Vol. 7. № 136. PP. 10.1109.

2. Sedankin M.K. et al. Mathematical simulation of heat transfer processes in a breast with a malignant tumor // Biomed. Eng. 2018. Vol. 52. № 3. PP. 190-194.

3. Cheboksarov D.V. et al. Diagnostic opportunities of noninvasive brain thermomonitoring //Anesteziologiia i Reanimatologiia. 2015. Vol. 60. № 1. PP. 66-69.

4. Gudkov A.G. et al. Element base for radio passive device / Proceedings of the Russian-Bavarian Conference on Biomedical Engineering. 29-31 May 2012. Saint Petersburg. 2012. PP. 154-155.

5. Вьюгинов В.Н. и др. Электронный модуль многоканального СВЧ-тракта для систем радиотермокартирования // Электромагнитные волны и электронные системы. 2014. Т. 19. № 1. С. 027-034.

6. Анзимиров В.Л. и др. Cовременные возможности и перспективы нейротепловидения // Биомедицинская радиоэлектро- ника. 2010. № 3. С. 49-54.

7. Sedankin M.K. et al. Development of a miniature microwave radiothermograph for monitoring the internal brain temperature // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2018. Vol. 3. № 5. PP. 26-36.

8. Toutouzas K. et al. Noninvasive detection of increased carotid artery temperature in patients with coronary artery disease predicts major cardiovascular events at one year: Results from a prospective multicenter study // Atherosclerosis. 2017. Vol. 262. PP. 25-30.

9. Drakopoulou M. et al. The role of microwave radiometry in carotid artery disease. Diagnostic and clinical prospective // Current opinion in pharmacology. 2018. Vol. 39. PP. 99-104.

10. Kublanov V.S. Radiophysical system for examining functional state of a patient’s brain // Biomedical Engineering. 2009. Vol. 43. № 3. PP. 114-119.

11. Pentazos G. et al. Microwave radiometry-derived thermal changes of small joints as additional potential biomarker in rheumatoid arthritis: A prospective pilot study // JCR: J. of Clinical Rheumatology. 2018. Vol. 24. № 5. PP. 259-263.

12. Kaprin A.D. et al. Microwave radiometry in the diagnosis of various urological diseases // Biomedical Engineering. 2019. Vol. 53. № 2. PP. 87-91.

13. Ivanov Y. et al. Use of microwave radiometry to monitor thermal denaturation of albumin // Frontiers in Physiology. 2018. Vol. 9. P. 956

14. Toutouzas K. et al. Microwave radiometry: A new non-invasive method for the detection of vulnerable plaque // Cardiovascular Diagnosis and Therapy. 2012. Vol. 2. № 4. PP. 290-297.

15. Gudkov A. et al. Prospects for application of radio-frequency identification technology with passive tags in invasive biosensor systems // Biomedical Engineering. 2015. Vol. 49. № 2. PP. 98-101.

16. Gudkov A.G. Optimal designing of microstrip discrete phase- stable attenuator with allowance for production technology // Radiotekhnika. 2004. Vol. 2. РP. 67-72.

17. Emtsev V.V. et al. The relationship between the reliability of transistors with 2D AlGaN/GaN channel and organization type of nanomaterial // Technical Physics Letters. 2016. Vol. 42. № 7. PP. 701-703.

18. Iudicello S., Bardati F. Microwave radiometry for breast cancer detection / Dottorato di ricerca in Geoinformazione, Universita’degli studi di Roma «Tor Vergata». 2009.

19. Stauffer P.R. et al. Stable microwave radiometry system for long term monitoring of deep tissue temperature / Energy-based Treatment of Tissue and Assessment VII. International Society for Optics and Photonics. 2013. Vol. 8584. P. 85840R.

20. Momenroodaki P., Haines W., Popoviж Z. Non-invasive microwave thermometry of multilayer human tissues / 2017 IEEE MTT-S International Microwave Symposium (IMS). IEEE, 2017. PP. 1387-1390.

21. Momenroodaki P. et al. Noninvasive Internal Body Temperature Tracking With Near-Field Microwave Radiometry // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2017. Vol. 66. № 5. PP. 2535-2545.

22. Popovic Z., Momenroodaki P., Scheeler R. Toward wearable wireless thermometers for internal body temperature measurements // IEEE Communications Magazine. 2014. Vol. 52. № 10. PP. 118-125.

23. Vesnin S. et al. Research of a microwave radiometer for monitoring of internal temperature of biological tissues // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. Vol. 4. PP. 6-15.

24. Livanos N.A. et al. Design and interdisciplinary simulations of a hand-held device for internal-body temperature sensing using microwave radiometry // IEEE Sensors Journal. 2018. Vol. 18. № 6. PP. 2421-2433.

25. Агасиева С.В., Сидоров И.А. и др. Повышение надежности и качества ГИС и МИС СВЧ / Под ред. А.Г. Гудкова и В.В. Попова. Книга 2. – М.: ООО «Авто-тест», 2013. 214 с.

26. Asimakis N.P., Karanasiou I.S., Uzunoglu N.K. Non-invasive microwave radiometric system for intracranial applications: A study using the conformal L-notch microstrip patch antenna // Progress in Electromagnetics Research. 2011. Vol. 117. PP. 83-101.

27. Stec B., Dobrowolski A., Susek W. Multifrequency microwave thermograph for biomedical applications // IEEE Transactions on biomedical engineering. 2004. Vol. 51. № 3. PP. 548-550.

28. Jacobsen S., Stauffer P.R. Multifrequency radiometric determination of temperature profiles in a lossy homogeneous phantom using a dual-mode antenna with integral water bolus // IEEE Tran. on Mic. Th. and Tech. 2002. Vol. 50. № 7. PP. 1737-1746.

29. Hand J.W. et al. Monitoring of deep brain temperature in infants using multi-frequency microwave radiometry and thermal modeling // Physics in Medicine & Biology. 2001. Vol. 46. № 7. PP. 1885-1903.

30. Sugiura T. et al. Five-band microwave radiometer system for noninvasive brain temperature measurement in newborn babies: Phantom experiment and confidence interval // Radio Science. 2011. Vol. 46. № 5. PP. 1-7.

31. Sugiura T. et al. Five-band microwave radiometer system for non-invasive measurement of brain temperature in new-born infants: System calibration and its feasibility / The 26th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE, 2004. Vol. 1. PP. 2292-2295.

32. Bardati F., Marrocco G., Tognolatti P. New-born-infant brain temperature measurement by microwave radiometry / IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium (IEEE Cat. No. 02CH37313). 2002. Vol. 1. PP. 811-814.

33. Gudkov A.G. et al. Use of multichannel microwave radiometry for functional diagnostics of the brain // Biomed. Eng. 2019. Vol. 53. № 2. PP. 108-111.

34. Седанкин М.К. и др. Многоканальный микроволновый радиотермометр / Международная научно-техническая конференция «Информатика и технологии. Инновационные технологии в промышленности и информатике». 2017. С. 348-350.