ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2022. №6
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.6.10
УДК: 621.371; 537.87
Исследование Метода БЛИЖНЕПОЛЬНой СВЧ ТОМОГРАФИи ПАРАМЕТРОВ ЛЕГКИХ
К.П. Гайкович 1, Е.С. Максимович 2,3, В.А. Бадеев 2
1 Институт физики микроструктур РАН
603950, Россия, г. Нижний Новгород, ГСП-1052 Институт прикладной физики НАН Беларуси
220072, Республика Беларусь, г. Минск, ул. Академическая, 163 Белорусский государственный университет
220030, Республика Беларусь, г. Минск, пр. Независимости, 4
Статья поступила в редакцию 10 апреля 2023 г.
Аннотация. Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований ближнепольной СВЧ томографии неоднородностей параметров относительного кровесодержания и воздухонаполнения легких. Предложены методы и алгоритмы решения обратных задач 3D томографии указанных параметров легких по данным импульсных и многочастотных измерений рассеянного сигнала, а также на основе многопозиционного применения ранее разработанного метода 1D томографии (профилирования). Выполнено экспериментальное исследование этого метода – по данным последовательных бистатических измерений параметров рассеянного сверхширокополосного импульсного сигнала в двумерной (квадратной) области грудной клетки, получено трехмерное томографическое распределение воздухонаполнения легких в фазе вдоха.
Ключевые слова: ближнепольное СВЧ зондирование, обратные задачи рассеяния, медико-биологическая диагностика, томография легких.
Финансирование: Работа выполнена за счет средств в рамках совместного проекта Российского фонда фундаментальных исследований, номер гранта 20-52-00030, Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований, номера грантов T20P-244 и Т21ТУРГ-002.
Автор для переписки: Гайкович Константин Павлович
Литература
1. Iskander M.F., Durney C.H., Shoff D.J., Bragg D.G. Diagnosis of pulmonary edema by a surgically noninvasive microwave technique. Radio Science. 1979. V.14. №6S. P. 265-269. https://doi:10.1029/RS014i06Sp00265
2. Celik N., Gagarin R., Youn H.S., and Iskander M.F.A Non-Invasive microwave sensor and signal processing technique for continuous monitoring of vital signs. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 2011. V.10. P.286-289. https://doi:10.3390/s21072448
3. Celik N., Gagarin R., Huang G. Ch., et al. Microwave stethoscope: Development and Benchmarking of a vital signs sensor using computer-controlled Phantoms and human studies. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2014. V.61. №8. P.2341-2349. https://doi:10.1109/TBME.2013.2241763
4. Perron R.R.G., Iskander M.F., Seto T.B., Huang G.C., Bibb D.A. Electromagnetics in Medical Applications: The Cardiopulmonary Stethoscope Journey. In: Lakhtakia A., Furse C. (eds) The World of Applied Electromagnetics. Cham. Springer. 2018. Ch.18. P.443-479. https://doi:10.1007/978-3-319-58403-4_18
5. Gaikovich K.P. Subsurface near-field scanning tomography. 2007. Phys. Rev. Letters. V.98. №18. P.183902. https://doi:10.1103/PhysRevLett.98.183902
6. Gaikovich K.P., Gaikovich P.K. Inverse problem of near-field scattering in multilayer media. Inverse Problems. 2010. V.26. №12. P.125013. https://doi:10.1080/17415977.2017.1417405
7. Gaikovich K.P., Gaikovich P.K., Maksimovitch Ye.S., Badeev V.A. Pseudopulse near-field subsurface tomography. Phys. Rev. Letters. 2012. V.108. №16. P.163902. https://doi:10.1103/PhysRevLett.108.163902
8. Gaikovich K.P., Gaikovich P.K., Maksimovitch Ye.S., Badeev V.A. Subsurface near-field microwave holography. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2016. V.9. №1. P.74-82. https://doi:10.1109/JSTARS.2015.2443035
9. Gaikovich K.P., Gaikovich P.K., Maksimovitch Ye. S., Smirnov A.I., and Sumin M.I. Dual regularization in non-linear inverse scattering problems. Inverse Problems in Science and Engineering. 2016. V.24. №7. P.1215-1239. https://doi:10.1080/17415977.2016.1160389
10. Gaikovich K.P., Maksimovitch Ye.S., Sumin M.I. Inverse scattering problems of near-field subsurface pulse diagnostics. Inverse Problems in Science and Engineering. 2018.V.26. №11. P.1590-1611.
11. Gaikovich K.P., Maksimovitch Ye.S., Badeev V.A. Near-field subsurface tomography and holography based on bistatic measurements with variable base. Inverse Problems in Science and Engineering. 2021. V.29. №5. P.663-680. https://10.1080/17415977.2020.1800686
12. Bokeria L.A., Kakuchaya T.T., Badeev V.A, Maksimovicth Ye.S., Smirnov A.S., Gaikovich K.P. Achievements and Prospects in Near-Field Subsurface Diagnostics. Proceedings of 21st International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON 2019). Anger. France. 2019. P.Th.D4.5. https://doi:10.1109/ICTON.2019.8840017
13. Бокерия Л.А., Какучая Т.Т., Максимович Е.С., Бадеев В.А., Гайкович К.П. Ближнепольное импульсное СВЧ зондирование динамики подповерхностной структуры тканей тела при дыхании и сердечной деятельности. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2020. №8. https://doi:10.30898/1684-1719.2020.8.5
14. Бокерия Л.А., Какучая Т.Т., Куулар А.М., Максимович Е.С., Бадеев В.А., Гайкович К.П. Динамическая ближнепольная СВЧ диагностика легких. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2021. №8. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.8.16
Для цитирования:
Гайкович К.П., Максимович Е.С., Бадеев В.А. Исследование метода ближнепольной СВЧ томографии параметров легких. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2023. №6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.6.10