207671

HYPERTHERMIA FOR BREAST CANCER TREATMENT USING A SLOTTED MICROSTRIP PATCH ANTENNA ARRAY

Article

Last updated: 03 Jan 2025

Subjects

-

Tags

Electrical engineering

Abstract

The main objective of this paper is to investigate the potential of using an inset‐fed rectangular slot microstrip patch antenna (MSA) array applicator operating at 2.45 GHz for hyperthermia treatment. Microwave hyperthermia is considered as an effective method for the treatment of breast cancer. The challenge in hyperthermia is to damage and kill the cancerous tissue by raising its temperature above 42 C without exposing healthy tissue to excessive temperature elevations. The thermal energy is coupled onto the breast tissue through eight MSAs array applicator that transmits microwave energy. The 3D numerical model consists of an eight MSA array elements irradiating breast tissue with tumor is constructed using Computer Simulation Technology (CST) Studio 2019 software. The results obtained shows that the proposed system is capable of steering the array beam to tumor locations by changing the phase and the feeding current distribution of antenna array elements to achieve a precise hyperthermia to the cancerous tissues and minimal injury to normal tissues
 
تهدف هذه الرساله إلى التحقق من إمکانية استخدام مجموعة من عناصر الهوائيات الميکروشريطية (MSA)  مستطيلة الشکل ذات فتحات تعمل في نطاق الترددات الميکروموجية عند تردد  2.45 جيجاهرتز لعلاج سرطان الثدي بارتفاع درجة الحرارة باستخدام برنامج محاکاة.حيث يتم تعرض الأنسجة السرطانية لدرجات حرارة عالية (فوق 42 درجة مئوية) دون تعرض الأنسجة السليمة.عادة ما يکون سرطان الثدي عبارة عن أورام سطحية أي أنها تنمو بالقرب من سطح الجلد، لذلک يعتبر علاج ارتفاع الحرارة الموضعي (local hyperthermia treatment ) من العلاجات المستخدمة  لرفع درجة حرارة أنسجة الثدي السرطانية.حيث يتم إنتاج الحرارة من خلال اقتران الطاقة الکهرومغناطيسية داخل الجسم المنبعثة من الهوائيات (MSA) .  يتم أجراء هذا البحث باستخدام برنامج محاکاةComputer Simulation Technology (CST) Studio 2019 software لنمذجة وتحليل نظام علاج الثدي بارتفاع درجة الحرارة باستخدام الموجات الکهرومغناطيسية عن طريق مصفوفة من الهوائيات (MSA) بناءً على طريقة العناصر المحدودة ((FEM. أظهرت النتائج المستخرجة من برنامج المحاکاة على قدرة مصفوفة هوائيات MSAعلى ترکيز الطاقة الحرارية على ورم صغير قطره 12 ملم مما يؤکد من إمکانية تطبيقها کأداة في العلاج بارتفاع درجة الحرارة.  إلى جانب ذلک ، فإن النطام المقترح قادر على توجيه حزمة الموجات الميکروموجية إلى مواقع مختلفة في الثدي عن طريق تغيير مقدار تغذية وزاوية کل عنصر من عناصر المصفوفة.

DOI

10.21608/auej.2021.207671

Keywords

hyperthermia, microstrip patch antenna, MicrowaveFrequency, breast cancer, Slotted Patch, Beam Steering, CST studio software الفرط الحراري, هوائي ميکروشريطي, ترددات ميکروموجية, سرطان الثدي, هوائي ذو فتحات, توجيه حزمة الإشعاع, برنامج تکنولوجيا المحاکاة

Authors

First Name

Rana

Last Name

Shehata

MiddleName

M

Affiliation

Electrical Engineering Department, Alexandria Institute of Engineering and Technology (AIET), Alexandria, Egypt.

Email

rana.mahmoud@aiet.edu.eg

City

-

Orcid

-

First Name

Mohamed

Last Name

Badawi

MiddleName

I.

Affiliation

Department of Medical Equipment Technology, Faculty of Applied Health Sciences Technology, Pharos University, Alexandria, EGYPT.

Email

-

City

-

Orcid

-

First Name

Nour Eldin

Last Name

Ismail

MiddleName

-

Affiliation

Electrical Department, Faculty of Engineering, Alexandria University, Alexandria, EGYPT.

Email

-

City

-

Orcid

-

Volume

16

Article Issue

61

Related Issue

29211

Issue Date

2021-10-01

Receive Date

2021-12-04

Publish Date

2021-10-01

Page Start

1,135

Page End

1,155

Print ISSN

1687-8418

Link

https://jaes.journals.ekb.eg/article_207671.html

Detail API

https://jaes.journals.ekb.eg/service?article_code=207671

Order

12

Type

Original Article

Type Code

706

Publication Type

Journal

Publication Title

Journal of Al-Azhar University Engineering Sector

Publication Link

https://jaes.journals.ekb.eg/

MainTitle

HYPERTHERMIA FOR BREAST CANCER TREATMENT USING A SLOTTED MICROSTRIP PATCH ANTENNA ARRAY

Details

Type

Article

Created At

22 Jan 2023