유방암 초기 검진을 위한 Microwave Radar Imaging 기법의 효용성에 대한 연구

Abstract

Microwave imaging 기술은 유방의 정상조직과 암조직사이의 electric property의 차이가 큰 것을 이용하여, 유방의 image를 reconstruction하는 방법이다. 이는 초기의 유방암 검진에 주로 사용되고 있는 x-ray mammography의 단점을 보완하는 대안으로서 활발히 연구되고 있다. 본 논문에서는 microwave radar imaging system을 이해하기 위한 배경이론을 설명하고, microwave radar imaging의 효용성을 알아보기 위해 2D와 3D 상에서의 simulation을 수행하였다. Reconstruction 알고리즘은 Delay-and-Sum(DAS)를 사용하였다. 모델은 FDTD 방식을 이용하여 2D와 3D상에서 각각 breast의 모양과 안테나의 위치에 따라 tumor의 개수에 따라 시뮬레이션 하였다. 간단한 model의 경우 2D와 3D시뮬레이션 상에서 DAS 알고리즘만으로 tumor를 잘 찾아내는 것을 확인하였고, microwave radar imaging 유효함을 검증하였다. 하지만 복잡한 model에서는 tumor를 잘 찾지 못했다. 실제 인체의 경우 simple모델에 비해 복잡하고 많은 변수들이 있을 수 있으므로, 여기서 사용한 DAS알고리즘만으로는 실제에 적용하기 어려움을 알 수 있었다.;Microwave imaging is a promising method for the early-stage breast cancer detection. It is based on the large contrast of electric parameters between the tumor and the normal breast tissue.[33] In this paper, we analyzed the effectiveness of microwave radar imaging method. We built various breast models in 2D and 3D to verify the effectiveness of the method. We used Delay-and-Sum (DAS) algorithm for image reconstruction algorithm. The models were simulated using FDTD method. Firstly, we compared effectiveness of monostatic and multistatic microwave imaging methods. Breast models with one, two, and three tumor cells were tested. Also, we simulated models which have different shapes and location of antennas. The simulation results show the algorithm works well with simple 2D and 3D models. But with case of complicated model, our algorithm which is based on standard DAS doesn’t work well. In real situation there are many variables, so standard DAS needs improvements for more reliable results.