The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

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Applicator of Hyperthermia with Compact Dipole Antenna Array

소형화된 다이폴 안테나 배열 구조를 이용한 고온 온열 치료 전자기파 방사체

  • Kim, Ki-Joon (Department of Electrical and Electronic Engineering, Yonsei University) ;
  • Choi, Woo-Cheol (Department of Electrical and Electronic Engineering, Yonsei University) ;
  • Choi, Jae-Hoon (Department of Electronic Engineering, Hanyang University) ;
  • Yoon, Young-Joong (Department of Electrical and Electronic Engineering, Yonsei University)
  • 김기준 (연세대학교 전기전자공학과) ;
  • 최우철 (연세대학교 전기전자공학과) ;
  • 최재훈 (한양대학교 융합전자공학부) ;
  • 윤영중 (연세대학교 전기전자공학과)
  • Received : 2012.01.20
  • Accepted : 2012.01.27
  • Published : 2012.02.29
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Abstract

The compact dipole antenna elements and array structure is proposed. The array structure is designed for applicator in regional hyperthermia treatment to enhance the uniformity of the heat distribution which makes the treatment effective and prevents overheating. The compact dipole is designed with branched dipole and matching network to have small size and symmetric shape. The temperature simulation with specific absorption rate(SAR) and bio-heat equation is performed to have heat distribution. The applicator is designed, fabricated, and measured with multi-channel thermometer in 30 and 60 minutes. The simulation and measurement results showed agreement and the simulation in body circumstance has proper temperature result for hyperthermia therapy.

본 논문에서는 소형화된 대칭형 다이폴 안테나와 이를 이용한 배열 구조를 제안하였다. 제안된 안테나 배열 구조는 표재성 암 치료를 위한 고온 온열 치료의 전자기파 방사체에 사용된다. 소형화된 다이폴 안테나는 가온 균일성 향상을 위하여 양 갈래 다이폴과 정합 구조가 대칭형으로 설계되었고 이를 이용하여 $2{\times}2$ 배열 구조가 제작 및 측정되었다. 제작된 배열 구조는 전자파 흡수율과 생체열 방정식에 의하여 모의 실험되고, 다중 채널 온도계를 사용하여 30분 및 60분 간의 온도 분포가 측정되었다. 그 결과, 다이폴 안테나에 각각 2 W의 전력을 공급하였을 때 2.7도와 3.3도의 온도가 상승하였다. 측정 환경에서의 모의 실험 결과와 측정 결과가 일관성을 보였으며, 실제 치료 환경을 가정한 모의 실험을 통하여 실제 의료 기기 활용에 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

Keywords

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