در کاربردهای پزشکی طراحی آنتن دو کاربرده برای جراحی HPM غیرتهاجمی تومورهای سرطانی

امواج مایکروویو پرتوان طی دهه های اخیر عمدتا در حوزه های نظامی و صنعتی مورد مطالعه قرار گرفته اند، اما پیشرفت های اخیر در مهندسی منابع پالسی، فناوری نیمه هادی های باندگپ گسترده و سامانه های هدایت، پرتوی زمینه ورود این فناوری به کاربردهای پزشکی پیشرفته را فراهم کرده است. یکی از جذاب ترین کاربردهای بالقوه HPM در پزشکی استفاده از آن در جراحی غیرتهاجمی تومورهای سرطانی از طریق تخریب انتخابی بافت های بدخیم است. در این پژوهش پتانسیل سیستم های HPM برای درمان هدفمند تومورها بررسی شده و طراحی یک آنتن دو کاربرده تشخیصی درمانی ارائه می شود که قادر است هم در حالت تصویربرداری مایکروویوی و هم در حالت تخریب حرارتی کنترل شده عمل کند. تمرکز اصلی این مقاله بر طراحی آنتنی با قابلیت تغییر مد عملکردی است که بتواند در فرکانس های تشخیصی کم توان برای تصویر برداری دیالکتریک بافت ها و در فرکانس های درمانی پرتوان برای ایجاد هایپرترمیا یا ابلیشن مایکروویوی فعالیت کند. تحلیل های الکترومغناطیسی، مدل سازی عددی توزیع میدان در بافت های ناهمگن، بررسی شاخص جذب ویژه (SAR) و کنترل گرمایش موضعی از جمله محورهای بررسی شده هستند. نتایج نشان می دهد که استفاده از آرایه های فازی کوچک با تغذیه پالسی کنترل شده می تواند تمرکز انرژی را در حجم تومور به حداکثر رسانده و آسیب به بافت سالم را به حداقل برساند. همچنین چالش های زیستی، ایمنی، محدودیت های نفوذ عمقی، کنترل بازخورد حرارتی بلادرنگ و الزامات مقرراتی مورد بررسی قرار گرفته اند. یافته های این مطالعه نشان می دهد که طراحی بهینه آنتن دو کاربرده HPM می تواند مسیر توسعه نسل جدیدی از سامانه های جراحی غیرتهاجمی دقیق را هموار سازد.

کلیدواژه ها:

HPM ، جراحی غیرتهاجمی ، آنتن دو کاربرده ، ابلیشن ، مایکروویوی ، هایپرترمیا ، SAR ، آرایه فازی ، مدل سازی FDTD