ООО НПИ Фирма «Гиперион»
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Российский университет дружбы народов
ООО «РТМ Диагностика»
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
сотрудник
Российский университет дружбы народов
МИРЭА - Российский технологический университет
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
АО «ЦНИРТИ им. aкадемика А.И. Берга»
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Российский университет дружбы народов
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Приведен обзор состояния разработок различных типов антенн, применяемых в медицинских СВЧ радиотермографах. Сформулированы проблемы современной микроволновой радиотермометрии, связанные с разработкой новых антенн. Сформулированы задачи дальнейших исследований, направленных на создание новых конструкций конформных антенн и антенных решеток, направленных на улучшение характеристик и расширение функциональных возможностей и медицинских радиотермографов.
микроволновая радитермометрия, радиояркостная температура, антенна-аппликатор
1. Седанкин М. К. Антенны-аппликаторы для радиотермометрического исследования тепловых полей внутренних тканей биологического объекта: дис. ... канд. техн. наук. М. : 2013. 190 с.
2. Jacobsen S., Stauffer P. Multi-frequency radiometric determination of temperature profiles in a lossy homogenous phantom using a dual-mode antenna with integral water bolus // IEEE Trans. Micr. Theory .Tech. 2002. № 50. P. 1737-1746.
3. Klemetsen O., Jacobsen S. Improved radiometric performance attained by an elliptical microwave antenna with suction // IEEE Trans. Bomed. Engineering. 2012. Vol. 59(1). P. 263-271.
4. Bardati F., Iudicello S. Modeling the visibility of breast malignancy by a microwave radiometer // IEEE Trans. Biomed. Engineering. 2008. Vol. 55, no. 1. P. 214-221.
5. Beaucamp-Ricard C. et al. Temperature measurement by microwave radiometry // IEEE Trans. Instrument. Measurement. 2009. Vol. 58, no. 5. P. 1712-1719.
6. Веснин С. Г., Седанкин М. К. Математическое моделирование собственного излучения тканей человека в микроволновом диапазоне // Биомедицинская радиоэлектроника. 2010. № 9. С. 33-43.
7. Веснин С. Г., Седанкин М. К. Миниатюрные антенны-аппликаторы для микроволновых радиотермометров медицинского назначения // Биомедицинская радиоэлектроника. 2011. № 10. С. 51-55.
8. Веснин С. Г., Седанкин М. К. Сравнение антенн-аппликаторов медицинского назначения // Биомедицинская радиоэлектроника. 2012. № 10. С. 63-74.
9. Веснин С. Г., Седанкин М. К. Разработка серии антенн-аппликаторов для неинвазивного измерения температуры тканей организма человека при различных патологиях // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Естественные науки. 2012. Спецвыпуск 6. С. 43-61.
10. Hand J. et al. Monitoring of deep brain temperature in infants using multi-frequency microwave radiometry and thermal modeling // Physics in medicine and biology. 2001. No. 46. P. 1885-1903.
11. Антенны-аппликаторы для медицинских микроволновых радиотермографов / М. К. Седанкин и др. // Медицинская техника. 2018. № 4 (310). С. 13-15.
12. Троицкий В. С. К теории контактных радиометрических измерений внутренней температуры тел // Изв. вузов. Радиофизика. 1981. Т. 24, № 9. С. 1054-1061.
13. Vesnin S. G., Sedankin M. K., Chupina D. N. Application of modern technologies of mathematical simulation for the development of medical equipment // 11th IEEE Inter. Conference on AICT. Sep. 20-22, 2017. Moscow, Russia. P. 425-429.
14. Barrett A. H., Myers P. C. Subcutaneous temperature : a method of noninvasive sensing // Science. 1975. V. 90. P. 669-671.
15. Barrett A. H., Myers Ph. C., Sadovsky N. L. Microwave thermography in the detection of breast cancer // AJR. 1980. No. 134. Р. 365-368.
16. Myers P. C., Sadowsky N. L., Barrett A. H. Microwave thermography : principles, methods and clinical applications // Journal of Microwave Power. 1979. Vol. 14, no. 2. P. 105-113.
17. Cheever E. A., Foster K. R. Microwave radiometry in living tissue : what does it measure? // IEEE Trans. Biomed. Engineering. 1992. Vol. 39. P. 563-568.
18. Carr K. Patent (USA) 5779635. Microwave detection apparatus for locating cancerous tumors particularly breast tumors. 14 July 1998.
19. Lee J. W. et al. Experimental investigation of the mammary gland tumour phantom for multifrequency microwave radio-thermometers // Medical and Biological Engineering and Computing. 2004. Vol. 42, no. 5. P. 581-590.
20. Tofighi M. Characterization of biomedical antennas for microwave heating, radiometry, and implant communication applications // 12th Wireless and Microwave Technology Conference (WAMICONP). Clearwater Beach, 2011. P. 1-6.
21. Кубланов В. С. и др. Пат. № 2049424 (РФ). Устройство для приема собственного радиотеплового излучения тела человека. Опубл. в Б. И., 1995. № 34.
22. Klemetsen Ø., Jacobsen S. Improved radiometric performance attained by an elliptical microwave antenna with suction // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2012. Vol. 59(1). P. 263-271.
23. Iudicello S. Microwave radiometry for breast cancer detection : PhD thesis. Universita’ deglistudi tor vergata Roma, dipartimento di informatica, sistemi e produzione geoinformation research doctorate. Rome. 2009. 111 p.
24. Bardati F. et al. Improved antennas for microwave radiometry. URL: http://www.ursi.org (20.01.2020).
25. Bardati F. et al. A three-band antenna for microwave radiometry of breast. URL: http://www.ursi.org (20.01.2020).
26. Oikonomou I., Karanasiou S., Uzunoglu N. K. Phased-array near field radiometry for brain intracranial applications // Progress in Electromagnetics Research. 2010. Vol. 109. P. 345-360.
27. 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. P. 83-101.
28. Asimakis N. P., Karanasiou I. S., Uzunoglu N. K. Conformal L-notch patch antennas for human brain monitoring using the SAM head model // Electromagnetics in Advanced Applications, Torino, 2009. P. 214-217.
29. Asimakis N. P., Karanasiou I. S., Uzunoglu N. K. Multiband conformal patch antennas for diagnosis in human brain using near field radiometry // 6th European Symposium on Biomedical Engineering, 2008. P. 1-4.
30. Oikonomou I., Karanasiou S., Uzunoglu N. K. Potential brain imaging using near field radiometry // Journal of Instrumentation. 2009. Vol. 4, no. 05. P. P05017-P05017.
31. Jacobsen S. Microwave radiometry as a non-invasive temperature monitoring modality during superficial hyperthermia. URL: http://cdn.intechopen.com/ pdfs/17007 /InTech-Non _invasive_temperature_monitoring_during_microwave _heating_ applying_a_miniaturized_radiometer.pdf (02.02.2013).
32. Jacobsen S., Stauffer P. R., Rolfsnes H. O. Characteristics of microstrip muscle-loaded single-arm Archimedean spiral antenna as investigated by FDTD numerical computations // IEEE Transaction on Biomedical Engineering. 2005. Vol. 52, no. 2. P. 321-330.
33. Jacobsen S., Murberg A., Stauffer P. Characterization of a tranceiving antenna concept for microwave heating and thermometry of superficial tumors // Progress in Electromagnetics Research. 1998. Vol. 18. P. 105-125.
34. Jacobsen S, Stauffer P. Can we settle with single-band radiometric temperature monitoring during hyperthermia treatment of chestwall recurrence of breast cancer using a dual-mode transceivingapplicator? // Phys. Med. Biol. 2007. No. 52. P. 911-928.
35. Sunal A. et al. Design of spiral antennas for radiometric detection of tumors at microwave frequencies // Bioengineering Conference. Proceedings of the IEEE 32nd Annual Northeast. Easton (Pennsylvania), 2006. P. 99-100.
36. 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.
37. Modeling the detectability of vesicoureteral reflux using microwave radiometry / K. Arunachalam et al. // Phys. Med. Biol. 2010. Vol. 55(18). P. 5417-5435.
38. Microwave radiometry for non-invasive detection of vesicoureteral reflux (VUR) following bladder warming / P. Stauffer et al. // Proc SPIE. 2011. Vol. 7901. P. 79010V.
39. Non-Invasive Measurement of Brain Temperature with Microwave Radiometry : Demonstration in a Head Phantom and Clinical Case / P. R. Stauffer et al. // The Neuroradiology Journal. 2014. Vol. 27, no. 1. P. 3-12.
40. Miniature sensor for measurement and control of temperatures by microwave radiometry in medical applications / C. Vanoverschelde et al. // Microwave Symposium Digest, IEEE MTT-S International. Phoenix (Arizona), 2001. Vol. 1. P. 155-158.
41. Contact-less sensors for temperature measurement by microwave radiometry in medical or industrial applications / L. Dubois et al. // Proceedings of ISAP. Niigata (Japan), 2007. P. 1262-1265.
42. Temperature measurement by microwave radiometry / C. Beaucamp-Ricard et al. // IEEE transactions on instrumentation and measurement. 2009. Vol. 58, no. 5. P. 1712-1719.
43. Temperature measurement by microwave radiometry / P.-Y. Cresson et. al. // IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference. Victoria (Vancouver Island, Canada). 2008. P. 1344-1349.
44. Tofighi M. R. Dual-mode planar applicator for simultaneous microwave heating and radiometric sensing // Electronics letters. 2012. Vol. 48, no 20. P. 1252-1253.
45. Цомаева Е. А. Клиническое значение радиотермометрии в диагностике и дифференциальной диагностике заболеваний органов малого таза : автореф. дис. ... канд. мед. наук. М., 2012. 27 с.
46. Rodrigues J., Caldeira J., Vaidya B. A novel intra-body sensor for vaginal temperature monitoring // Sensors. 2009. Vol. 9, no. 4. P. 2797-2808.
47. Intra-body temperature monitoring using a biofeedback solution / J. M. L. P. Caldeira et al. // 2010 Second International Conference on eHealth, Telemedicine, and Social Medicine. IEEE, 2010. P. 119-124.
48. A new wireless biosensor for intra-vaginal temperature monitoring / J. M. L. P. Caldeira et al. // Sensors. 2010. Vol. 10, no. 11. P. 10314-10327.
49. Pereira O. R. E., Caldeira J. M. L. P., Rodrigues J. J. P. C. A Symbian-based mobile solution for intra-body temperature monitoring // The 12th IEEE International Conference on e-Health Networking, Applications and Services. IEEE, 2010. P. 316-321.
50. Рахлин В. Л., Алова С. Е. Радиотермометрия в диагностике патологии молочных желез, гениталий, предстательной железы и позвоночника. Горький : НИРФИ, 1988. 46 с.
51. Хашукоева А. З., Цомаева Е. А., Водяник Н. Д. Применение трансабдоминальной и вагинальной радиотермометрии в комплексной диагностике воспалительных заболеваний придатков матки // Лечение и профилактика. 2012. №. 1. С. 26-30.
52. Седанкин М. К., Мартьянова М. В. Внутриполостные антенны для диагностики заболеваний организма человека с помощью радиотермометрии // В сб. : Российская научно-техническая конференция с международным участием. Информатика и технологии. Инновационные технологии в промышленности и информатике. Москва, 2019. С. 442-445.
53. Microwave Radiometry of the Pelvic Organs / Sedankin M. K. et al. // Biomedical Engineering. 2019. Vol. 53, no. 4. P. 288-292.
54. Математическое моделирование радиотеплового излучения органов малого таза / М. К. Седанкин и др. // Научно-технический вестник Поволжья. 2018. № 10. С. 148-151.
55. Седанкин М. К., Новов А. А., Абидулин Э. Р. Трехканальная микроволновая антенна для урологии // В сб. : Международная научно-техническая конференция «Информатика и технологии. Инновационные технологии в промышленности и информатике» (МНТК ФТИ-2017). Под ред. М. Ф. Булатова. 2017. С. 289-291.
56. Modelling of Thermal Radiation by Kidney in Microwave Range / Sedankin M. K. et al. // Biomedical Engineering. 2019, Vol. 53(1), P. 60-65.
57. ►Antenna Applicators for Medical Microwave Radiometers / A. G. Gudkov et al. // Biomedical Engineering. 2018. Vol. 52, no. 4. P. 235-238.
58. A Printed Antenna with an Infrared Temperature Sensor for a Medical Multichannel Microwave Radiometer / S. G. Vesnin et al. // Biomedical Engineering. 2020. Vol. 54, no. 4. P. 235-239.
59. Веснин С. Г., Зиновьев С. В. Метод микроволновой динамической топометрии первичного очага злокачественных новообразований // Сибирский онкологический журнал. 2009. Прил. № 2. С. 80.
60. System of rational parameters of antennas for designing a multi-channel multi-frequency medical radiometer / M. K. Sedankin et al. // 2020 International Conference on Actual Problems of Electron Devices Engineering (APEDE). IEEE, 2020. P. 154-159.
61. Use of Multichannel Microwave Radiometry for Functional Diagnostics of the Brain / A. G. Gudkov et al. // Biomedical Engineering. 2019. Vol. 53, iss. 2. P. 108-111.
62. Тархов Н. С., Трохина И. В. Антенны-аппликаторы для радиотермометрии // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2012. № 11. С. 30-40.
63. Аппликаторные СВЧ антенны для функциональных биомедицинских и физических исследований / В. А. Елкин и др. В сб. : Матер. межд. конф. «Современные проблемы электроники и радиофизики СВЧ». Саратов, 20-24 марта 2001 г. С. 55-57.
64. Семерник И. В., Демьяненко А. В., Невструев Я. В. Разработка широкополосного СВЧ-аппликатора для устройства диагностики бронхолегочных заболеваний // 28-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо'2018). 2018. С. 1487-1493.
65. Седельников Ю. Е., Никишина Д. В., Халикова К. Н. Пат. №2562025 (РФ). Антенна-аппликатор для неинвазивного измерения температуры внутренних тканей биологического объекта. Опубл. в Б. И., 2015. № 14.
66. Патент (РФ) №2737017 C1. Антенна-аппликатор для радиотермометрии повышенного разрешения / О. А. Морозов и др. Опубл. 24.11.2020, Бюл. № 33.
67. Анализ свойств вибраторной антенны-аппликатора в задаче радиометрии головного мозга / И. А. Банников и др. // 2-я Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Информационные технологии, телекоммуникации и системы управления». Екатеринбург, 2016. С. 172-179.
68. Шабашов Е. П., Шабунин С. Н., Мрдакович Б. Моделирование и анализ свойств спиральной антенны для исследования излучения головного мозга в микроволновом диапазоне // Ural Radio Engineering Journal. 2020. Т. 4. №. 1. С. 84-99.
69. Седельников Ю. Е., Кубланов В. С., Потапова О. В. Сфокусированные антенны-аппликаторы в задачах диагностической радиотермометрии // Журнал радиоэлектрони-ки. 2018. № 7. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jul18/4/text.pdf.
70. New approach for design and verification of a wideband Archimedean spiral antenna for radiometric measurement in biomedical applications / H. Abufanas et al. In. : 2015 German Microwave Conference. IEEE, 2015. P. 127-130.
71. Detection of vesicoureteral reflux using microwave radiometry - system characterization with tissue phantoms / K. Arunachalam et al. // IEEE Transactions on biomedical engineering. 2011. Vol. 58, no. 6. P. 1629-1636.
72. Vesicoureteral reflux in children: a phantom study of microwave heating and radiometric thermometry of pediatric bladder / Y. Birkelund et al. // IEEE transactions on biomedical engineering. 2011. Vol. 58, no. 11. P. 3269-3278.
73. Design and interdisciplinary simulations of a hand-held device for internal-body temperature sensing using microwave radiometry / N. A. Livanos et al. // IEEE Sensors Journal. 2018. Vol. 18, no. 6. P. 2421-2433.
74. Flexible antenna array for early breast cancer detection using radiometric technique / A. Afyf et al. // Int. J. Biol. Biomed. Eng. 2016. Vol. 10. P. 10-17.
75. Sensing local temperature and conductivity changes in a brain phantom using near-field microwave radiometry / E. Groumpas et al. // 2017 International Workshop on Antenna Technology : Small Antennas, Innovative Structures, and Applications (iWAT). IEEE, 2017. P. 293-295.
76. Numerical simulation of miniature antennas applicators of microwave radiometry for diagnostics of the functional state of the brain / V. Leushin et al. // ITM Web of Conferences. EDP Sciences, 2019. V. 30. P. 13005.
77. A microwave breast imaging system using elliptical uniplanar antennas in a circular-array setup / M. Koutsoupidou et al. // 2015 IEEE International Conference on Imaging Systems and Techniques (IST). IEEE, 2015. P. 1-4.
78. Noninvasive internal body temperature tracking with near-field microwave radiometry / P. Momenroodaki et al. //IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2017. Vol. 66, no. 5. P. 2535-2545.
79. Momenroodaki P., Haines W., Popović Z. Non-invasive microwave thermometry of multilayer human tissues // 2017 IEEE MTT-S International Microwave Symposium (IMS). IEEE, 2017. P. 1387-1390.
80. Klemetsen Ø., Jacobsen S., Birkelund Y. Radiometric temperature reading of a hot ellipsoidal object inside the oral cavity by a shielded microwave antenna put flush to the cheek // Physics in Medicine & Biology. 2012. Vol. 57, no. 9. P. 2633-2652.
81. Rodrigues D. B., Stauffer P. R., Maccarini P. F. Monitoring brown fat metabolic activity using microwave radiometry : antenna design and frequency selection // 2014 IEEE Benjamin Franklin Symposium on Microwave and Antenna Subsystems for Radar, Telecommunications, and Biomedical Applications (BenMAS). IEEE, 2014. P. 1-3.
82. Wideband epidermal antenna for medical radiometry / G. León et al. // Sensors. 2020. Vol. 20, no. 7. P. 1987.
83. Tofighi M. R., Pardeshi J. R. Interference enhanced biomedical antenna for combined heating and radiometry application // IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 2017. Vol. 16. P. 1895-1898.
84. A Wearable Radiometric Antenna for Non-Invasive Brain Temperature Monitoring / H. Ullah et al. In : 2018 18th International Symposium on Antenna Technology and Applied Electromagnetics (ANTEM). IEEE, 2018. P. 1-2.
85. Characterization of implantable antennas for intracranial pressure monitoring : Reflection by and transmission through a scalp phantom / R. Warty et al. // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2008. Vol. 56, no. 10. P. 2366-2376.
86. Слюсар В. Метаматериалы в антенной технике: основные принципы и результаты // Первая миля. 2010. № 3-4. С. 44-60.
87. Passive Microwave Radiometry for the Diagnosis of Coronavirus Disease 2019 Lung Complications in Kyrgyzstan / B. Osmonov et al. // Diagnostics. 2021. Vol. 11. P. 259.
88. Диагностическая конформная система для нейровизуализации головного мозга с использованием многоканального радиотермометра на основе монолитных интегральных схем / С. Г. Веснин и др. // Нанотехнологии : разработка, применение. 2020. Т. 12. № 1. С. 5-12.
89. Possibilities of increasing the noise immunity of radiothermograph antenna applicators for brain diagnostics / V. Yu. Leushin et al. // Sensors and actuators a: physical. 2022. Vol. 337. P. 113439.
