В.Ю. Леушин1, И.А. Сидоров2, И.О. Порохов3, С.В. Чижиков4, С.В. Агасиева5, Р.В. Агандеев6

1 НИИ РЛ МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, Россия)

2,4,6 МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, Россия)

3 Центр НТИ «Фотоника» РУДН (Москва, Россия)

3,5 ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов» (Москва, Россия)

Постановка проблемы. В ряде исследований показано, что обычно патологические процессы внутри тела человека сопровождаются изменением естественного теплового поля. Чтобы правильно выявлять заболевания, необходимо знать распределения теплового поля в теле человека и на его поверхности, а также реакции теплового поля на физиологические тесты. Как правило, наружную температуру человека измеряют медицинскими термометрами, тепловизорами или пирометрами. Измерить температуру внутри тела такими методами невозможно, а введение термодатчика под кожу приводит к нарушению естественного теплового поля. Поэтому задача совершенствования неинвазивных методов измерения внутренних температур в теле человека с целью ранней диагностики и мониторинга патологических новообразований является актуальной.

Цель работы. Представить пятиканальный двухчастотный радиотермограф и рассмотреть возможность его использования для получения данных, позволяющих обеспечить 3D-визуализацию на экране монитора персонального компьютера структуры внутреннего теплового поля внутри тела человека.

Результаты. Разработан пятиканальный двухчастотный радиотермограф, предназначенный для работы в диапазонах длин волн 40 и 20 см. Представлены результаты натурных экспериментов на эквиваленте тела человека и непосредственно на теле человека, подтверждающие возможность получения с помощью разработанного радиотермографа данных для 3D-визуализации на экране монитора персонального компьютера структуры внутреннего теплового поля внутри тела человека.

Практическая значимость. Представлена возможность использования полученных результатов для дальнейшего совершенствования методик применения многоканальных многочастотных радиотермографов в медицинской практике для более точной локализации патологических новообразований внутри тела человека.

Леушин В.Ю., Сидоров И.А., Порохов И.О., Чижиков С.В., Агасиева С.В., Агандеев Р.В. Многоканальный медицинский 3D-ра-диотермограф // Биомедицинская радиоэлектроника. 2022. T. 25. № 6. С. 60-66. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604136-202206-07

1. Gulaev Y., Verba V., Gandurin V., Gudkov A., Leushin V., Tsiganov D. Passive and active radar methods of research and diagnostics of human living tissues // Biomedicinskie tehnologii i radio elektronika. 2006. № 11. P.14–20.
2. Vesnin S., Sedankin M. Miniature antenna-applicator for medical microwave radiometers // Biomedicinskaya radioelektronika. 2011. № 10. P. 51–56.
3. Gautherie M. Temperature and blood flow patterns in breast cancer during natural evolution and following radiotherapy // Progress in Clinical and Biological Research. 1982. № 107. P. 21–64.
4. Gulaev U., Leushin V., Gudkov A., Schukin S., Vesnin S., Kublanov V., Porohov I., Sedankin M., Sidorov I. Devices for pathological changes diagnosis in the human body by means of microwave radiometry // Nanotehnologii: razrabotka, primenenie – XXI vek. 2017. № 2. V. 9. P. 27–45.
5. Sedankin M., Leushin V., Gudkov A., Vesnin S., Sidorov I., Agasieva S., Markin A. Mathematical simulation of heat transfer processes in a breast with a malignant tumor // Biomedical engineering. 2018. V. 52. Iss. 3. P. 190–194.
6. Patent RF RU2328751. Multi-frequency radiothermograph / E. Birukov, V. Verba, A. Gudkov, V. Leushin, V. Plushchev, I. Sidorov. Priority 20.02.2008. IPC Class G01R29/08.
7. Sugiura T., Hirata H., Hand J.W., Van Leeuwen J.M.J., Mizushina S. Five band microwave radiometer system for noninvasive brain temperature measurement in newborn babies: Phantom experiment and confidence interval // Radio science. 2011. V. 46. RS0F08. P. 1–7.
8. Scheeler R., Kuester E.F., Popović Z. Sensing Depth of Microwave Radiation for Internal Body Temperature Measurement // IEEE Transactions on antennas and propagation. 2014. V. 62. № 3. P. 1293–1303.
9. Леушин В.Ю., Сидоров И.А., Новичихин Е.П., Чижиков С.В., Горлачева Е.Н. Результаты экспериментальных исследований многоканального медицинского 3D-радиотермографа // VII Всероссийская Микроволновая конференция. М.: ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН. 2020. С. 396–402.
10. Sidorov I.A., Gudkov A.G., Leushin V.Y., Gorlacheva E.N., Novichikhin E.P., Agasieva S.V. Measurement and 3D Visualization of the Human Internal Heat Field by Means of Microwave Radiometry // Sensors. 2021. V. 21. P. 4005. https://doi.org/10.3390/s21124005
11. Novichikhin E.P., Sidorov I.A., Leushin V.Yu., Agasieva S.V., Chizhikov S.V. The improved algorithm for human body internal temperature calculating by multi-frequency radiothermography method // RENSIT. 2021.