• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Статья

Анализ методов и устройств для трансуретральной микроволновой термотерапии биотканей

Елизаров А. А., Шаймарданов Р. В.

В настоящее время электронные приборы и устройства, основанные на использовании замедляющих систем и возбуждаемых в них электромагнитных волн, получили широкое распространение в микроволновой электронике. Они также успешно применяются при создании новых элементов радиочастотных и микроволновых трактов, контрольно-измерительных приборов и устройств, электромагнитного нагрева материалов и изделий и т.д. Одним из перспективных направлений применения замедляющих систем является возможность их использования в биологии и медицине в качестве антенн и излучателей для радиочастотной и микроволновой физиотерапии, радиотермии и томографии, чувствительных элементов для медицинской диагностики, устройств для стерилизации и термообработки. Преимущества применения замедляющих систем в биологии и медицине основаны на электродинамических и конструктивных особенностях структур, которые следуют из распределения электромагнитного поля вблизи их поверхностей. В данной работе рассматриваются особенности использования замедляющих систем применительно к средам с высоким значением диэлетрической пронициамости, в частности, биотканям, а также проблемы, связанные с созданием электродов для внутриполостной микроволновой физиотерапии на замедляющих системах с преимущественным сосредоточением электрического поля в биотканях, прилегающим к поверхности электрода. В работе представлены результаты моделирования микроволнового излучателя на основе коаксиального ребристого стержня, полученные с помощью программных средств Ansoft HFSS v.12 и CST Microwave Studio 2011. Найденные в результате электродинамического анализа теоретические соотношения позволяют рассчитать изменение фазовой скорости замедленной электромагнитной волны в коаксиальной линии с ребристыми проводниками и находятся в хорошем соответствии с результатами физического эксперимента. Применение такой структуры представляет практический интерес, поскольку позволяет уменьшать ее продольные геометрические размеры при сохранении электрической длины волны. Кроме урологических процедур трансуретральной микроволновой термотерапии, предложенный электрод на основе ребристого стержня может быть использован также как источник излучения для микроволнового томографа при исследовании крупных кровеносных сосудов или пищевода. Кроме того, возможно его применение в качестве миниатюрной приемной антенны при радиометрии и термографии.