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Estudio teórico-experimental para la determinación de la distribución de radiación de microondas de un modelo de tejido biológico
Theoretical-experimental study to determine the distribution of microwave energy in a biological tissue model
EDEN JANITZINTZIN PARRA FUENTES
RICARDO ARTURO CHAVEZ PEREZ
Acceso Abierto
Atribución
Energía de microondas, modelo mimético de tejido biológico, permitividad, tasa de absorción específica
microwave energy, permittivity, phantom, specific absorption rate
La energía de microondas surge como una alternativa promisora para la construcción de nuevas herramientas de diagnóstico y/o tratamiento en enfermedades como el cáncer en etapa temprana, debido a que tiene la ventaja de ser energía no ionizante, a diferencia de la energía de rayos x la cual es ampliamente utilizada en el campo médico, sin embargo, el conocimiento acerca de los posibles efectos de la radiación de microondas en el cuerpo humano es limitado. La realización de estudios es imprescindible para determinar condiciones de operación seguras, tales como la dosimetría y tiempo de exposición, por ello este trabajo de investigación tiene como objetivo determinar la distribución de la energía de microondas utilizando un modelo mimético de tejido biológico. Para ello se seleccionó la frecuencia de 2.45GHz la cual es una de las asignadas de uso exclusivo médico y científico. Utilizando el programa HFSS se observó la distribución de la energía de microondas dentro de un modelo mimético de la mama con ayuda de la tasa de absorción específica (SAR); como fuente de radiación se usaron dos tipos de antenas, dipolo y de apertura, con ambas se analizó la absorción de la energía de microondas en el modelo en distancias de campo cercano reactivo, campo cercano radiante y campo lejano, todos a una potencia de transmisión de 1 W, lo que permitió ver el efecto de la distancia en la SAR, además se llevó a cabo otro grupo de experimentos en simulación donde la distancia entre el modelo y la antena fue fija mientras que la potencia de transmisión se variaba, así se logró ver como la potencia afecta los resultados de la SAR en el modelo. Observar cómo los resultados de la SAR se modifican en modelo mimético de acuerdo a la fuente de radiación, potencia de transmisión y distancia (antena modelo), permite que estos sean seleccionados apropiadamente dependiendo del objetivo que se desee cumplir. Ampliando el conocimiento sobre la interacción de la energía de microondas y el cuerpo humano.
Microwave’s energy emerges as a promising alternative for the construction of new tools for diagnosis and / or treatment in diseases such as early stage cancer, due to it has the advantage of being non-ionizing energy, unlike the energy of x-rays which it is widely used in the medical field. However, knowledge about the possible effects of microwave’s radiation on the human body is limited. It is essential to make tests to determine safe operating conditions such as dosimetry and exposure time. Therefore, the aim of this research is to determine the distribution of microwave’s energy using a mimic model of biological tissue. The Frequency used for this purpose was 2.45 GHz which is one of the assigned for exclusive medical and scientific use. Using the program HFSS, the distribution of microwave’s energy within a mimic model of the breast was observed with the help of the specific absorption rate (SAR); as a radiation source, two types of antennas were used: dipole and aperture. With both antennas the absorption of microwave’s energy in the model was analyzed in reactive near field, radiating near field and far field distances. All this at a power’s transmission of 1 W, which allowed to see the effect of the distance in the SAR. Also, another group of experiments in simulation was realized where the distance between the model and the antenna was fixed while the power’s transmission was changing. Thus it was possible to see how the power affects the results of the SAR in the model. To observe how the different factors (source of radiation, distance between antenna and model and power’s transmission) influence the results of the SAR in the mimic model, allows you to appropriately select these factors according to the desired objective. Thus expanding the knowledge about the interaction of microwave energy and the human body.
CICESE
2018
Tesis de maestría
Español
Parra Fuentes, E.J. 2018. Estudio teórico-experimental para la determinación de la distribución de radiación de microondas de un modelo de tejido biológico. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 106 pp.
INSTRUMENTOS MÉDICOS
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