本文關(guān)鍵詞：用于乳腺癌無創(chuàng)熱療的共形天線設(shè)計研究　出處：《電子科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：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(dǎo)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(shù)可以用于乳腺癌的熱療。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(shè)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(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時具有最好的SAR分布。由于微波在人體組織中衰減很大,在還沒有到達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。最后,我們精細化乳房模型,加入皮膚組織進行仿真,通過之前理論指導(dǎo),用上述方法分析模型中坡印廷矢量的指向分布,找到天線能量匯聚區(qū),并使腫瘤組織和匯聚區(qū)重合,以達到最好的SAR分布效果。本文屬于探究性的研究,雖然還有所不足,但為之后的共形近場天線治療乳腺癌提供前期的準備、研究基礎(chǔ)和理論解釋。
[Abstract]:Breast cancer has become one of the deadliest killers threatening women's health. With the development of science and technology, more and more methods of treatment are available. Microwave hyperthermia as one of the more effective methods is also being developed. Microwave hyperthermia is artificially heating the tumor to 42-45 鈩，

本文編號：1408745