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http://hdl.handle.net/10773/30399
Título: | Radar UWB para imagem médica |
Outros títulos: | UWB radar for medical imaging |
Autor: | Ferreira, Beatriz Carvalho de Melo |
Orientador: | Matos, João Nuno Pimentel da Silva Pinho, Pedro Renato Tavares de |
Palavras-chave: | Deteção de cancro da mama Imagem médica UWB Antena Radar |
Data de Defesa: | 30-Nov-2018 |
Resumo: | O Cancro da mama é dos cancros mais comuns na nossa sociedade, apresentando
taxas de incidência e de mortalidade, significativamente, elevadas.
Um diagnóstico precoce torna-se bastante importante, uma vez que aumenta
em larga escala a taxa de sucesso do tratamento. Desta forma, as técnicas
de diagnóstico desempenham um papel fundamental, para uma correta
deteção e monitorização da evolução do tumor. As técnicas atuais de imagem
médica, baseadas em Raio-X, Ultrassom e a Ressonância Magnética,
apresentam algumas contrariedades, nomeadamente, o uso de radiações ionizantes
ou o custo elevado associado a este tipo de exames. Estes aspetos
negativos motivaram o desenvolvimento de novos métodos de diagnóstico
que não apresentam as mesmas limitações que os métodos convencionais,
surgindo assim tecnologia de imagem médica por microondas. Nesta dissertação, fez-se o projeto, simulação e medida de uma antena de banda larga do
tipo monopolo, na gama de frequências de 2 GHz até 26 GHz. De seguida,
foram realizadas experiências em ambiente laboratorial com recurso a um
fantoma reproduzindo um cenário real. Implementaram-se três sistemas de
medida distintos: inicialmente, um setup apenas com uma antena. Posteriormente,
um sistema de medida com duas antenas e, finalmente, um sistema
de medida que apresentava na sua constituição quatro antenas. A partir dos
três sistemas de medida implementados, mediram-se e analisaram-se os coeficiente de reflexão e de transmissão, com o intuito de diferenciar as três
amostras (saudável, benigna e maligna). Uma vez que os sinais obtidos, no
domínio da frequência, não possibilitaram a distinção entre as três amostras,
foi realizada uma análise temporal, recorrendo à técnica Time Domain Reflectometry (TDR), implementada em MATLAB, sendo possível distinguir
as três amostras. Além disto, quando o posicionamento das amostras relativamente
à antena emissora era alterado, verificou-se, através do coeficiente
de reflexão em cada posição da amostra, que a energia que chega à antena
é superior na posição mais próxima da antena emissora do que na posição
mais afastada. Finalmente, é possível constatar que um aumento do número
de antenas no sistema permite uma melhor localização do tumor na mama,
uma vez que o número de sinais recolhidos é superior no sistema com quatro
antenas. Breast cancer is one of the most common cancers in our society, with significantly higher incidence and mortality rates. An early diagnosis becomes very important as it increases the success rate of the treatment on a large scale. In this way the diagnostic techniques play a fundamental role for a correct detection and monitoring tumor evolution. Current medical imaging techniques, such as X-ray, Ultrasound and Magnetic Resonance, present some adversities, in particular, the use of harmful radiation to the patient or high cost associated with medical examinations. These limitations promoted the development of new diagnostic methods that do not present the same limitations as conventional methods, emerged thus of medical imaging by microwave. In this dissertation, a monopole antenna Ultra wide band (UWB), in the frequency range of 2 GHz up to 26 GHz, proceeding to its constructed, simulation, and, later measured their characteristics. Then, experiences in a laboratory environment with a phantom simulating real scenario. Three different measurement systems were implemented: firstly a setup with only one antenna, then a measurement system with two antennas and, finally, a measurement system that presented in its four antennas. Since the signals obtained in the frequency domain did not allow the distinction between the three samples, a temporal analysis was performed using the TDR, implemented in MATLAB, and it was possible to distinguish the three samples. In addition, when the positioning of the samples relative to the transmitting antenna was changed, it was verified, through the reflection coefficient at each sample position, that the energy arriving at the antenna is higher at the position closest to the transmitting antenna than at the position further away. Finally, it is possible to observe that an increase in the number of antennas in the system allows a better location of the tumor in the breast, since the number of collected signals is higher in the system with four antennas. |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/30399 |
Aparece nas coleções: | UA - Dissertações de mestrado DETI - Dissertações de mestrado |
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