Analisi della fattibilità e valutazione del rischio di tecniche diagnostiche basate su radar UWB per l’individuazione del tumore al seno

Nell’ambito di questa tesi sono state indagate tecniche diagnostiche basate su radar ultrawide band per l’identificazione del tumore alla mammella e, in maniera più approfondita, si è studiata la safety di tali sistemi mediante un software di simulazioni numeriche.
Dopo aver brevemente presentato le tecniche diagnostiche attualmente disponibili e in via di sviluppo, si è analizzata la capacità di individuazione del tumore al seno da parte di dispositivi basati su radar a microonde.
Per ciò che concerne la valutazione della sicurezza dei dispositivi utilizzati nell’imaging a microonde del seno, si è trattato di calcolare la potenza assorbita all’interno di modelli del seno più o meno complessi. Il seno è stato in effetti modellato attraverso due rappresentazioni:
1. modello cilindrico semplificato;
2. modello realistico ottenuto a partire da immagini derivate da risonanza magnetica.

Sono state inoltre modellate le sorgenti del problema elettromagnetico in esame attraverso le tre antenne principalmente utilizzate per l’imaging a microonde del seno:
1. BAVA;
2. BAVA-D;
3. Cassiopeia.

Sono stati utilizzanti tre differenti segnali di eccitazione per le antenne:
1. derivata prima della gaussiana;
2. derivata seconda della gaussiana;
3. derivata quinta della gaussiana.

Dalle simulazioni sono state ricavate le mappe di campo elettrico all’interno del modello del seno, che hanno permesso di valutare il valore assunto da quest’ultimo in diversi istanti di tempo, e in punti differenti della regione di interesse.
A partire allora dai valori di campo elettrico, è stato possibile calcolare la potenza assorbita all’interno dei modelli del seno in termini di Specific Absoprtion (SA) e, quindi, tracciare le mappe di quest’ultimo, che hanno condotto a concludere che i valori di potenza assorbita risultano ben al di sotto di quelli previsti dagli standard di sicurezza. Si è visto inoltre che ai segnali aventi contenuto armonico maggiore, come nel caso della derivata quinta della gaussiana, corrispondeva un maggiore assorbimento. Per quest’ultima infatti si è ottenuto un valore di SA massimo pari a 2.5∙〖10〗^(-11) J/kg, pari a circa il doppio di quello ottenuto nelle altre simulazioni. Come ci si aspettava, si è ottenuto che la regione in cui si osserva il massimo assorbimento è quella corrispondente al piano z=0, ovvero la direzione di massima radiazione dell’antenna.