Assessment of a software-defined radio aiming at microwave breast cancer detection (2023)
- Authors:
- Autor USP: CARVALHO, DIONÍSIO DE - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PSI
- Subjects: MEDICINA; IMAGEM; TECNOLOGIA DE MICRO-ONDAS; NEOPLASIAS; MAMA
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A detecção precoce de um tumor na mama feminina proporciona uma taxa de cura próxima de cem por cento. A imagiologia médica empregando micro-ondas (ondas eletromagnéticas com faixa de frequência variando de 300 MHz a 30 GHz) é uma modalidade que tem sido investigada há mais de 30 anos. Esta tese propôs-se a pesquisar os sistemas atuais que são capazes de gerar uma imagem a partir da interação das ondas eletromagnéticas com o tecido mamário e as células cancerígenas. Paralelamente, realizou-se um estudo dos equipamentos utilizados por tais sistemas para gerar e recuperar os sinais de micro-ondas que iluminam a mama. Dentre os que apresetam imagens clínicas, o analisador de rede vetorial (ARV) é o mais utilizado. Porém, observou-se que o rádio definido por software (RDS) também é capaz de gerar e receber sinais de micro-ondas na faixa de frequência necessária para imagiologia médica, além de ser economicamente mais acessível, possibilitar o desenvolvimento de um sistema portátil e ser facilmente testável. A partir disso, a tese analisou a viabilidade técnica de uma placa de ARV chamada BladeRF 2.0, a fim de comprovar sua capacidade em termos de potência de transmissão e recepção dos sinais de micro-ondas. Os testes realizados empregaram antenas Vivaldi posicionadas frente a frente a 15.0 cm de distância entre elas e se diferenciaram pelo meio de propagação das micro-ondas. No primeiro cenário, considerou-se o ar como meio de propagação; enquanto no segundo, uma mama postiça que mimetizou os tecidos internos. Além disso, no primeiro cenário foram utilizados um ARV, que gerou sinais recebidos pelo RDS; e um analisador de espectro, que mediu os sinais gerados pelo RDS. Já no segundo cenário, o próprio RDS foi responsável por gerar e captar os sinais de micro-ondas. Os resultados mostraramque, com os sinais propagando-se pelo ar, a BladeRF 2.0 é capaz de transmitir uma potência de + 18,0 dBm em 1,0 GHz e próximo de + 10,0 dBm em 6.0 GHz; e captar um sinal de -80,0 dBm gerado pelo ARV e transmitido pela antena Vivaldi. Ressalta-se que foram acoplados ao RDS amplificadores de potência tanto no canal de transmissão quanto de recepção. Já no cenário considerando a mama postiça e apenas o RDS, esse apresenta uma relação de sinal-ruído de 52,0 dB para a faixa de frequência de 1,0 a 6,0 GHz. Com esses resultados, concluiu-se que o RDS atende às especificações quanto à potência dos sinais de micro-ondas para um sistema de imagiologia médica. Esta tese também simulou e testou um pulso sintético de banda ultralarga a partir da modulação de onda contínua de frequência escalonada. O resultado dessa simulação comprovou sua operação, enquanto a programação do RDS não conseguiu eliminar o efeito de interferência ao transmitir e receber os sinais que compuseram o pulso sintético.
- Imprenta:
- Data da defesa: 29.11.2023
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ABNT
CARVALHO, Dionísio de. Assessment of a software-defined radio aiming at microwave breast cancer detection. 2023. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-11042024-072413/pt-br.php. Acesso em: 10 maio 2024. -
APA
Carvalho, D. de. (2023). Assessment of a software-defined radio aiming at microwave breast cancer detection (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-11042024-072413/pt-br.php -
NLM
Carvalho D de. Assessment of a software-defined radio aiming at microwave breast cancer detection [Internet]. 2023 ;[citado 2024 maio 10 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-11042024-072413/pt-br.php -
Vancouver
Carvalho D de. Assessment of a software-defined radio aiming at microwave breast cancer detection [Internet]. 2023 ;[citado 2024 maio 10 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-11042024-072413/pt-br.php
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