In this study, a wearable microstrip patch antenna design is proposed to detect breast
cancer based on the contrast in dielectric properties between healthy and infected
(malignant) tissues. To test the proposed antenna, a three layered (skin, fat, glandular)
breast phantom that can mimic human breast has been developed. A wearable, small
size printed patch antenna was used on breast phantom for the stage I and stage II
cancer detection. Return loss values of a 28.8 × 28.8 mm2
patch antenna which
implemented on FR4 structure were used to study effect of the tumor. Firstly, a
multilayer breast phantom model was designed by using CST Microwave Studio and
simulations were taken to detect the tumor. Additionally, a realistic breast phantom
composed of skin, fat and glandular was fabricated to test the designed antenna. After
carrying out the simulations, the realistic healthy and infected breast phantoms were
obtained and the aforementioned antenna was fabricated. The return loss
measurements were taken on fabricated phantoms by a network analyzer (NanoVNAF Network Analyzer) and compared with the simulated results. Measurement of
fabricated breast phantoms are in good agreement with the simulated results.
The proposed study can be considered as a promising method for breast cancer
research and presents a new and promising method to doctors in the detection of
breast cancer with the obtained antenna and sheds light on the researchers with the
fabricated breast phantom.
ÖZ:
Bu çalışmada, meme fantomunda evre I ve evre II kanser tespiti için giyilebilir, küçük
boyutlu baskılı yama anten kullanılmıştır. FR4 yapısı üzerine uygulanan 28.8 x 28.8
mm2
yama antenin geri dönüş kaybı değerleri, sağlıklı ve tümörlü meme dokularının
etkisini incelemek için kullanıldı. Öncelikle CST Microwave Studio kullanılarak çok
katmanlı bir meme fantom modeli tasarlanmış ve tümörün teşhisi için simülasyonlar
alınmıştır. Ek olarak, tasarlanan anteni test etmek için deri, yağ ve salgı bezlerinden
oluşan gerçekçi bir meme fantomu üretildi. Simülasyonlar alındıktan ve gerçekçi
sağlıklı ve tümörlü meme fantomu üretildikten sonra, anten imal üretildi ve
fabrikasyon fantomlar üzerinde bir ağ analiz cihazı (NanoVNA-F V2 Vector Network
Analyzer) ile geri dönüş kaybı ölçümleri alındı.
CST Microwave Studio ile elde edilen sağlıklı ve enfekte meme modellerinin
simülasyonları, ölçülen sonuçlarla iyi bir uyum içinde olduğu gözlemlendi.
Önerilen çalışmanın meme kanseri çalışmaları için umut verici bir yöntem olduğu
gösterilmiştir. Tümör tespitinde yeni ve umut vadeden bir yöntemi doktorlara
sunmakla birlikte elde edilen fantom ile araştırmacılara da ışık tutuyor.
