Riunione SIEm – Nuove tematiche per la ricerca
Antenne intra-cavitarie per applicazioni
diagnostiche e terapeutiche
MARTA CAVAGNARO
Università degli Studi di Roma “La Sapienza”
Roma, 4 Dicembre 2006
Premessa ...
Antenne intra-cavitarie per applicazioni diagnostiche e terapeutiche
antenne “minimamente” invasive
un’antenna emette un campo em a
microonde che viene assorbito dal
tessuto biologico da trattare;
il campo elettromagnetico provoca
un aumento di temperatura che
viene usato per scaldare il tessuto
“non sano”.
frequenze delle
microonde
915 MHz
2.45 GHz
K. Saito et al., IEEE Trans. on Microwave Theory and Techn.,
52:8, pp. 1987 – 1991, August 2004
MW vs RF
RF
Corrente
MW
Campo em
Incremento di
temperatura
Premessa ...
Antenne intra-cavitarie per applicazioni diagnostiche e
terapeutiche
• Ipertermia
La temperatura
• Ablazione
Studi:
1. In vivo
2. In vitro
ex vivo
3. Numerico
“obiettivo” è intorno ai
43°C nell’ipertermia,
mentre è almeno
60 °C nel caso
dell’ablazione
Studi effettuati
perfusione sanguigna
bassa
Antenna appoggiata
alta
P. Bernardi, et al. IEEE Trans. MTT., August 2004
Studi in corso
0
-10
-20
S11 (dB)
Longo et al., T-BME, 2003
SAR
(dBW/kg)
-30
-40
-50
-60
9
1,5 10
9
2 10
9
9
2,5 10
3 10
frequenza (HZ)
Grigio: conduttore
Arancio: PTFE (r = 2.1)
Bianco: aria
9
3,5 10
9
4 10
Una possibile tematica di ricerca..
Antenne intra-cavitarie per applicazioni diagnostiche e
terapeutiche
Sviluppo e caratterizzazione di antenne interstiziali per
applicazioni mediche quali ablazione od ipertermia e,
contemporaneamente, per il riconoscimento automatico
dei tessuti nei quali le antenne stesse sono inserite.
Applicazioni:
• miglioramento di apparati per ablazione ed ipertermia,
• impieghi innovativi nella chirurgia minimamente invasiva
e nella chirurgia assistita da robot,
• rilevazione della presenza di un tumore,
• sviluppo di apparati minimamente invasivi per la misura
delle caratteristiche dielettriche dei corpi in vivo.
Tematiche da affrontare
• Definizione dei vincoli di progetto;
• Progetto e analisi antenna interstiziale;
• Progetto e analisi sistema controllo di temperatura;
– misura di temperatura in profondità
• Studio di fattibilità per l’uso dell’antenna quale sensore di
proprietà dielettriche
– valutazione delle caratteristiche dielettriche
– stima della perfusione sanguigna
• Ottimizzazione del progetto d’antenna
• Sviluppo procedure di calibrazione del sensore
• Sviluppo procedure per il riconoscimento automatico dei
tessuti
• ...............
Gruppi interessati
Gruppo
Referente
Università di Roma “La Sapienza”,
Prof. P. Bernardi
Ing. M. Cavagnaro
Università Politecnica delle Marche,
Prof. R. De Leo
Prof. G. Cerri
Università di Firenze,
Prof. G. Biffi Gentili
Prof. G. Biffi Gentili
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