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

Informazioni tesi

  Autore: Giulia Gentili
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2009-10
  Università: Università degli Studi di Roma La Sapienza
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Clinica
  Relatore: Francescaromana Maradei
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 99

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.

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5 1. IL TUMORE AL SENO E LE TECNICHE DI INDIVIDUAZIONE In questo primo capitolo sarà esposta brevemente la struttura del tessuto mammario e le caratteristiche principali del cancro alla mammella. Successivamente verranno analizzate le tecniche diagnostiche attualmente in uso e quelle ancora sotto indagine, focalizzando l'attenzione sugli aspetti positivi e negativi di queste ultime che tuttavia rimangono per ora limitate al campo sperimentale. 1.1 IL SENO Il seno si trova posto anteriormente sul torace, ai lati della linea mediana, localizzato tra il terzo e il sesto spazio intercostale. La mammella è dunque un organo pari, cioè composto da due corpi simmetrici i cui componenti sono la cute, la ghiandola mammaria ed il tessuto connettivo adiposo. Come si può osservare nella figura 1, la ghiandola mammaria poggia sul muscolo grande pettorale, da cui è separata da uno strato adiposo più o meno spesso. Un lembo di tessuto mammario si estende fino al cavo ascellare. Fino alla pubertà, il seno maschile e femminile sono uguali, ma da questo periodo, il seno femminile aumenta notevolmente lo sviluppo e la dimensione per azione degli ormoni sessuali, contrariamente a quello maschile la cui crescita si interrompe. Ogni donna ha caratteristiche molto personali nella forma e nella dimensione del seno, principalmente dovuto alla presenza maggiore o minore di adipe e dalla sua distribuzione. Donne con seno grande e donne con seno piccolo possono avere ad esempio le medesime possibilità di allattare, perché la crescita del seno è indipendente dalla sua funzionalità. In campo diagnostico la mammella è comunemente divisa in quattro quadranti, che si possono idealizzare immaginando una linea verticale e una orizzontale che si intersecano sul capezzolo. Più nel dettaglio, il tessuto mammellare è composto da:  una componente ghiandolare, (15-20 lobi), ognuno dei quali ha uno sbocco verso il capezzolo attraverso un dotto galattoforo;  una componente di tessuto adiposo, in cui sono concretamente inserite ed immerse le strutture ghiandolari;

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Parole chiave

sar
tumore al seno
tecniche diagnostiche
dispositivi medici
sa
specific absorption

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