С.Г. Веснин1, М.К. Седанкин2

1,2 МГТУ им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет) (Москва, Россия)
1 ООО «Фирма «РЭС» (Москва, Россия)
2 НИУ «Московский энергетический институт» (Москва, Россия)
 

Постановка проблемы. Выявление рака молочных желез с помощью микроволновой радиотермометрии по-прежнему остается наиболее важной областью применения метода, представляющей значительный интерес. Необходимо углубление исследований в области микроволновой радиотермометрии молочных желез и повышение эффективности диагностики и контроля лечения заболеваний молочных желез.

Цель. дать представление о современном положении в области микроволновой радиотермометрии молочных желез, достигнутыми результатами и задачами будущих исследований.

Результаты. Представлено описание микроволнового радиотермографа, который использовался для проведения исследований и клинических испытаний для выявления рака молочных желез, технические аспекты измерения собственного излучения молочной железы в микроволновом диапазоне, пути решения поставленных задач и перспективы развития.

Практическая значимость. Многочисленные исследования, проведенные в последние 20 лет, продемонстрировали значительный потенциал микроволновой радиотермометрии в области онкологии молочных желез. Микроволновая радиотермометрия является эффективным методом функциональной диагностики и контроля лечения различных заболеваний молочных желез.

1. Gautherie m. temperature and blood flow patterns in breast cancer during natural evolution and following radiotherapy. Biomedical Thermology. 1982. P. 21–64.
2. Gautherie M., Gros C.M. Breast thermography and cancer risk prediction. Cancer. 1980. V. 45. P. 51–56.
3. Веснин С.Г., Каплан М.А., Авакян Р.С. Современная микроволновая радиотермометрия молочных желез // Опухоли женской репродуктивной системы. 2008. № 3. С. 28–35.
4. Yahara T., Koga T., Yoshida S., Nakagawa S., Deguchi H., Shirouzu K. Relationship between microvessel density and thermographic hot areas in breast cancer. Surgery Today. 2003. V. 33. P. 243–248.
5. Лосев А.Г. и др. Проблемы измерения и моделирования тепловых и радиационных полей в биотканях: анализ данных микроволновой термометрии // Математическая физика и компьютерное моделирование. 2015. № 6. С. 31–71.
6. Barrett A.H., Myers P.C. Subcutaneous temperature: a method of noninvasive sensing. Science. 1975. V. 90. P. 669–671.
7. Barrett A.H., Myers Ph. C., Sadovsky N.L. Microwave thermography in the detection of breast cancer. AJR. 1980. № 134. Р. 365–368.
8. Leroy Y., Bocquet B., Mammouni A. Non-invasive microwave radiometry thermometry Physiol. Means. 1998. V.19. P. 127–148.
9. Carr C K. L. Microwave radiometry: Its importance to the detection of cancer. IEEE Trans. Microw. Theory Techn. 1989. V. 37.
   № 12. P. 1862–1869.
10. Lüdeke K.M, Köhler J. Microwave radiometric system for biomedical true temperature and emissivity measurements. J. Microw. Power. 1983. V. 18. № 3. P. 277–283.
11. Троицкий В.С. К теории контактных радиотермометрических измерений внутренней температуры тел. // Изв. вузов. Сер.: Радиофизика. 1981. Т. 24. № 9. С. 1054.
12. Рахлин В.Л., Алова С.Е. Радиотермометрия в диагностике патологии молочных желез, гениталий, предстательной железы и позвоночника. Препринт № 253. Горький: НИРФИ. 1988.
13. Терентьев И.Г., Комов Д.В., Ожерельев А.С., Ориновский М.Б. Радиотермометрия в комплексной диагностике и оценке эффективности лечения опухолей молочной железы. Н. Новгород: Нижегородская ярмарка. 1996. С. 9–35.
14. Есепкина Н.А., Корольков Д.В., Парийский Ю.Н. Радиометры и радиотелескопы. 1973.
15. Веснин С.Г. и др. Микроволновая радиотермометрия: Учеб. пособие. М.: РУДН. 2021. 145 с.
16. Andreuccetti D., Fossi R., Petrucci C. An Internet resource for the calculation of the dielectric properties of body tissues in the frequency range 10 Hz–100 GHz. IFAC-CNR. Florence (Italy). 1997. [Online]. Available at: http://niremf.ifac.cnr.it/tissprop/ accessed 10.07.22.
17. Fear E.C. et al. Enhancing breast tumor detection with near-field imaging. IEEE Microwave magazine. 2002. V. 3. № 1. P. 48–56.
18. Meaney P.M., Fanning M.W., Li D., Poplack S.P., Paulsen K.D. 2000 A clinical prototype for active microwave imaging of the breast. IEEE Trans. Microw. Theory Tech. V. 48. P. 1841–1853.
19. AlSawaftah N. et al. Microwave imaging for early breast cancer detection: Current state, challenges, and future directions. Journal of Imaging. 2022. V. 8. № 5. P. 123.
20. Lazebnik M. et al. A large-scale study of the ultrawideband microwave dielectric properties of normal breast tissue obtained from reduction surgeries. Phys. Med. Biol. 2007. V. 52. P. 2637–2656.
21. Lazebnik M. et al. A large-scale study of the ultrawideband microwave dielectric properties of normal, benign and malignant breast tissues obtained from cancer surgeries. Physics in medicine & biology. 2007. V. 52. № 20. P. 6093–6115.
22. Веснин С.Г., Седанкин М.К. Разработка серии антенн-аппликаторов для неинвазивного измерения температуры тканей организма человека при различных патологиях // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер.: Естественные науки. 2012. № S6. С. 43–61.
23. Sedankin M.K. et al. System of rational parameters of antennas for designing a multi-channel multi-frequency medical radiometer. 2020 International Conference on Actual Problems of Electron Devices Engineering (APEDE). IEEE. 2020. P. 154–159.
24. Li J. et al. Dynamic weight agnostic neural networks and medical microwave radiometry (MWR) for breast cancer diagnostics. Diagnostics. 2022. V. 12. № 9. P. 2037.
25. Losev A.G. et al. Some Methods for Substantiating Diagnostic Decisions Made Using Machine Learning Algorithms. Biomedical Engineering. 2022. V. 55. № 6. P. 442.
26. Лосев А.Г., Попов И.Е., Гудков А.Г., Чижиков С.В. Интеллектуальный анализ данных микроволновой радиотермометрии в медицинской диагностике // Нанотехнологии: разработка, применение – XXI век. 2023. Т. 15. № 1. С. 5–22.