研究目的
设计新型低成本、易生产、无毒且随时间稳定的乳腺体?;旌衔?,并表征其在高达50 GHz频段的介电特性,以用于乳腺癌检测的毫米波成像。
研究成果
所开发的仿组织材料成功模拟了人体乳腺组织高达50GHz的介电特性,与离体样本高度吻合??ㄗ延褪怯行У谋4娼橹?。该工艺支持针对目标特性合理设计仿体,有助于开发用于乳腺癌检测的毫米波成像系统。未来工作应聚焦于机械性能表征与活体验证。
研究不足
该研究仅限于体外仿体测量,未充分评估体内适用性及超过10天的长期稳定性。使用洗洁精引入了离子导电性,可能影响低频测量。高频校准不准确可能导致数据出现波动。仿体未能完全复现真实组织的机械特性(如硬度),需进一步表征弹性特性。
1:实验设计与方法选择:
研究通过混合向日葵油、水、明胶等试剂设计并制作了仿组织体模。使用连接矢量网络分析仪(VNA)的同轴探头套件测量0.5-50 GHz频段的介电特性,并采用布鲁格曼公式等理论模型进行对比验证。
2:5-50 GHz频段的介电特性,并采用布鲁格曼公式等理论模型进行对比验证。 样本选择与数据来源:
2. 样本选择与数据来源:通过调整原料(如油、明胶)浓度配比制备不同密度(低、中、高密度)及恶性乳腺组织的仿体。参考数据源自离体人体乳腺组织实测值。
3:实验设备与材料清单:
设备包括磁力加热搅拌器、玻璃烧杯、量筒、电子移液器、高精度天平、同轴探头套件(Keysight 85070E)、VNA(Keysight E8361C)、机械定位器、电子秤及安装Matlab/Excel软件的计算机;材料包含明胶(Sigma Aldrich #G9382)、去离子水(Millipore)、向日葵油(Esselunga)、洗洁精(Dexcal)、废油硬化剂(Kokubo & Co. Ltd.)及聚山梨酯80。
4:2)、去离子水(Millipore)、向日葵油(Esselunga)、洗洁精(Dexcal)、废油硬化剂(Kokubo & Co. Ltd.)及聚山梨酯80。 实验流程与操作规范:
4. 实验流程与操作规范:通过加热搅拌原料混合物后静置聚合制备样本。将同轴探头接触样品进行介电测量,使用去离子水、空气、短路标准件校准。通过多点多次测量确保数据可重复性。
5:数据分析方法:
采用统计学方法(如中位数绝对偏差百分比)处理数据并与理论预测值对比,使用Matlab等软件进行数据分析。
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Open-ended coaxial probe
85070E Dielectric Probe Kit
Keysight
Used for measuring dielectric properties of materials in the 0.5-50 GHz range.
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Vector Network Analyzer
E8361C
Keysight
Used to drive the coaxial probe and retrieve dielectric permittivity data.
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High performance flexible coaxial cable
Provided with Keysight 85070E Dielectric Probe Kit
Keysight
Connects the VNA to the coaxial probe.
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Magnetic hot-plate stirrer
BICASA, IKA-COMBIMAG RCT
BICASA, IKA
Used for heating and stirring mixtures during preparation.
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Conductivity meter
HI 8733
Hanna instruments
Used to measure the conductivity of dishwashing liquid.
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Gelatin
#G9382
Sigma Aldrich
Solidifying agent in phantom mixtures.
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Waste-oil hardener
Kokubo & Co. Ltd.
Alternative solidifying agent for high oil content phantoms.
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