Fantom svalové tkáně na bázi agaru

Abstract

Cílem této diplomové práce je návrh a ověření fantomu na bázi agaru, který imituje vlastnosti svalové tkáně v mikrovlnném frekvenčním pásmu do 3 GHz. První část se zabývá fyzikálním principem dielektrických vlastností materiálu a jejich měřením. Materiály imitující biologické tkáně navržené v dostupné literatuře jsou diskutovány se zvláštním důrazem na fantomy založené na agaru. Celý proces návrhu je do detailu popsán společně s vyhodnocením naměřených výsledků a přípravou fantomu. Postup teplotně závislého měření je navržen pro dosažení vyšší přesnosti měření relativní permitivity a elektrické vodivosti. Na závěr byla použita Levenberg-Marquardtova metoda pro určení teplotně závislého Cole-Cole modelu fantomu.

The goal of this master's thesis is to develop and verify a muscle-mimicking phantom at microwave frequencies up to 3 GHz. First, the physical principle of the material's dielectric properties and measurements is explained. Tissue mimicking materials which are proposed in the available literature are discussed and particular attention is paid to those that discuss phantoms based on agar. The complete design flow is described in detail as well as the measurement evaluation and the phantom fabrication process. A temperature measurement procedure is suggested to achieve higher accuracy in complex relative permittivity and electrical conductivity. Finally, the Levenberg-Marquardt method was used to determine a temperature-dependent Cole-Cole model for the proposed phatom.