Исследование СВЧ-генератора и антенн-излучателей для гипертермии онкологических заболеваний

Аннотация

Цель. В настоящее время (2022 год) существующие установки для гипертермии имеют большие размеры. В результате лечение гипертермией проводится только там, где расположено данное оборудование. В данной работе проведено исследование, направленное на создание компактного устройства гипертермии как средства для дополнительной терапии онкологических заболеваний. Разработаны и исследованы плоские антенны в виде спирали для нагрева локальной области. Проведены расчеты и имитационное моделирование для разработанных антенн. Материалы и методы. В исследовании использовались материалы и методы вычислительной математики, технологии сверхвысокочастотной техники и теории автоматического регулирования. Использовалось специализированное
программное обеспечение для разработки высокочастотных систем. Результаты. Разработана и протестирована схема генератора гармонических колебаний. Получены диаграммы направленности электрического поля разработанных антенн. С помощью имитационного моделирования построены распределения напряженности магнитного поля для разработанных антенн. Установлена нелинейная зависимость напряжения питания от мощности излучения. В ходе экспериментов проводился локальный нагрев задней области левого предплечья с использованием разработанных антенн и генератора. Максимальная температура нагрева составляла 41,5 °C. Заключение. Технология нагрева с использованием спиральной антенны и генератора позволила нагревать локальные участки до температур терапевтического диапазона. Разработанная схема генератора оказалась очень простой в эксплуатации. Максимальная потребляемая мощность генератора составляла 3,2436 ватта. Напряжение питания составляло 6,36 вольта. Создание антенн на биоразлагаемой пленке с помощью струйного принтера позволит создавать как контактный, так и бесконтактный нагрев. В работе теория проверялась практикой. Работа включает расчетно-теоретическое и экспериментальное исследование.