밀리미터파 라디오미터를 이용한 인체의 내부 밝기온도 측정에 관한 연구

DOI QR코드

DOI QR Code

정민규;김태훈;나승욱
Jung, Min Kyoo;Kim, Tae Hun;Nah, Seung Wook

  • 투고 : 2016.03.22
  • 심사 : 2016.05.03
  • 발행 : 2016.05.25

초록

본 논문은 밀리미터파 라디오미터를 이용한 의료응용의 한 분야인 인체 내부의 밝기온도 측정에 관한 연구이다. 밀리미터파 대역 중에서 Ka - band의 주파수 영역에서 동작하는 렌즈, 직접 검출 수신기, 캘리브레이션 소스 등을 설계 제작하여 라디오미터 시스템을 구성하였다. 밀리미터파 렌즈 초점에 수신안테나를 스캔하는 방식을 통하여 미약한 신호를 수신하였으며, 렌즈 수차를 감소시키기 위해 광선 추적 방법을 사용하여 비구면 렌즈를 설계 하였다. 직접 검출 수신기는 Dicke 타입 수신기 형태로 설계되었으며, 제작된 수신기의 잡음지수는 3.3 dB, 온도감도는 0.1 K으로 측정되었다. 라디오미터의 수신기 교정은 밀리미터파 대역에서 사용가능한 새로운 형태의 블랙바디(Black body)를 제작하여 물체의 등가 잡음온도와 출력전압의 관계를 도출하였다. 제작된 시스템을 이용하여 1.7 m 거리에서 인체의 상반신을 측정하여 약 $38^{\circ}$[C]의 밝기온도를 측정하였다. 적외선 영상과 라디오미터 영상의 비교를 통해 상반신의 밝기온도 영상을 통하여 밀리미터파 라디오미터의 의료응용 가능성을 제시하였다.

키워드

Millimeter-wave;Radiometer;Brightness temperature;Calibration source;Black body

참고문헌

  1. J. D. Kraus, "Radio Astronomy," chap.3, McGraw-Hill Book Company, NewYork, 1966.
  2. M. E. Tiuri, "Radio Astronomy Receivers," IEEE Trans. on Antenna and Propagation, vol. AP-12, pp. 930-938, Dec. 1964.
  3. L. Yujiri, M. Shoucri, P. Moffa, "Passive millimeter wave imaging," IEEE Microwave Magazine, vol. 4, no. 3, pp. 39-50, September 2003. https://doi.org/10.1109/MMW.2003.1237476
  4. B. Bocquet, J.C. van de velde, A. Mamouni, Y.Leroy, G.Giauz, J. Delannoy, and D. Delvalee, "Microwave Radiometric Imaging at 3GHz for the Exploration of Breast Tumours," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 38, No. 6, pp.791-793, June 1990. https://doi.org/10.1109/22.130978
  5. F. Sterzer, R. Paglione, F. Wozniak, J. Mendecki, E. Friedenthal, and C. Bostein, "A self-balancing Microwave Radiometer for Non-invasively measuring the Temperature of Subcutaneous Tissue during Localised Hyperthermia Treatments of Cancer", IEEE MTT-S Dig., pp. 438-440, 1982.
  6. Scheeler, R. Kuester, E.F. Popovic, Z. "Sensing Depth of Microwave Radiation for Internal Body Temperature Measurement", IEEE Trans. on Antenna and Propagation, vol.62, no.3 pp. 1293-1303, Mar. 2014. https://doi.org/10.1109/TAP.2013.2295595
  7. Min Kyoo Jung, Yeon Sik Chae, Soon Koo Kim, Mizuno Koji. and Jin Koo Rhee, "Studies on the millimeter-wave Passive Imaging System", Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers, Vol. 43-TC, No. 5, pp. 182-188, 2006.

과제정보

연구 과제 주관 기관 : 동의과학대학교