• شماره ركورد
    33372
  • پديد آورنده

    زهرا فيضي

  • عنوان
    طراحي و ساخت حسگر هاي مايكرويو جهت تشخيص سلول هاي سرطاني
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي برق-مخابرات ميدان و موج
  • سال تحصيل
    1401
  • تاريخ دفاع
    1403/11/21
  • استاد راهنما
    دكتر علي عبدالعالي
  • استاد مشاور
    دكتر امير سامان نورامين
  • دانشكده
    مهندسي برق
  • چكيده
    سرطان يكي از بيماري‌هاي پيچيده و كشنده است كه تشخيص زودهنگام آن نقش بسيار مهمي در افزايش نرخ بقاي بيماران ايفا مي‌كند. روش‌هاي مختلفي براي تشخيص سرطان وجود دارد، اما بسياري از اين روش‌ها محدوديت‌هايي همچون حساسيت پايين، هزينه بالا، يا نياز به تجهيزات پيچيده دارند. در اين پايان‌نامه، به طراحي و ساخت حسگرهاي مايكروويو براي تشخيص سرطان پرداخته شده است. حسگرهاي مايكروويو به دليل ويژگي‌هايي چون قابليت نفوذ بالا به بافت‌ها، حساسيت بالا به تغييرات ويژگي‌هاي الكتريكي بافت‌ها و قابليت پردازش سريع داده‌ها، به عنوان ابزاري نوين و كارآمد براي تشخيص سرطان مطرح هستند. در اين تحقيق، ابتدا به بررسي اصول فيزيكي و عملكردي حسگرهاي مايكروويو پرداخته شده و سپس طراحي بهينه اين حسگرها بر اساس شبيه‌سازي‌هاي الكترومغناطيسي صورت گرفته است. در مرحله بعد، نمونه‌هاي آزمايشگاهي ساخته شده و آزمايش‌هايي جهت ارزيابي دقت و كارايي آنها در تشخيص بافت‌هاي سرطاني در مقايسه با بافت‌هاي سالم انجام شده است. در اين مطالعه مفهوم جديدي براي پياده‌سازي يك سيستم حسگر براي تشخيص سرطان پوست با اندازه‌گيري ضريب دي الكتريك پوست) rε (ارائه شده است. مسير تحقيق با نشان دادن اينكه مولفه‌هاي ضريب دي الكتريك حقيقي و موهومي را مي‌توان با دقت اندازه‌گيري كرد، آغاز مي‌شود. ساختار رزوناتور با توجه به اينكه نفوذپذيري پوست در افراد به دليل عواملي مانند سن و جنسيت ممكن است متفاوت باشد، با استفاده از روش مقايسه اي ارائه شده است.با استفاده از اين روش نيازي به دانستن مقدار دقيق ضرب دي الكتريك نيست و به طور خودكار با مقايسه دو ناحيه پوستي مجزا تفاوت بين دو قسمت تشخيص داده مي شود.سيستم طراحي شده در دو حالت مقايسه فركانس تشديد و مقايسه دامنه سيگنال فعاليت مي كند. نتايج اين تحقيق نشان‌ مي دهد سيستم معرفي شده از دقت بالا و قابليت شناسايي ضايعات سرطاني در عمق‌هاي مختلف پوست به دليل انتخاب فركانس مايكرويو و فرآيند مقايسه اي در تشخيص برخوردار است.اين سيستم در فركانس 3تا 10.5 گيگا هرتز طراحي شده و به حساسيت 85 MHz⁄RIU ، ضريب كيفيت 465 و معيار شايستگي39525〖RIU〗^(-1) براي سيستم به دست آمد. اين افزايش حساسيت براي تشخيص زودهنگام سرطان پوست بسيار مهم است و امكان تشخيص دقيق‌تر بر اساس تفاوت‌هاي ظريف در نفوذپذيري بين نواحي سالم و آسيب‌ديده پوست را فراهم مي‌كند. همچنين، مقايسه نتايج حاصل با روش‌هاي سنتي مانند بيوپسي و تصويربرداري پزشكي حاكي از پتانسيل بالاي اين نوع حسگرها در تشخيص غيرتهاجمي و سريع سرطان است. در نهايت، اين حسگرها مي‌توانند به عنوان ابزاري كم‌هزينه و سريع براي تشخيص زودهنگام سرطان‌ها در مراحل اوليه مورد استفاده قرار گيرند و به بهبود كيفيت مراقبت‌هاي پزشكي كمك كنند.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/02/07
  • عنوان به انگليسي
    Design and manufacture of microwave sensors for detecting cancer cells
  • تاريخ بهره برداري
    2/9/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    زهرا فيضي

  • چكيده به لاتين
    Cancer is a complex and deadly disease, and early detection plays a very important role in increasing the survival rate of patients. There are various methods for diagnosing cancer, but many of these methods have limitations such as low sensitivity, high cost, or the need for complex equipment. In this thesis, the design and construction of microwave sensors for cancer detection are discussed. Microwave sensors are considered as a new and efficient tool for cancer detection due to their features such as high tissue penetration, high sensitivity to changes in the electrical properties of tissues, and fast data processing capability. In this research, the physical and functional principles of microwave sensors are first examined, and then the optimal design of these sensors is carried out based on electromagnetic simulations. In the next step, laboratory samples are made and experiments are conducted to eva‎luate their accuracy and efficiency in detecting cancerous tissues compared to healthy tissues. In this study, a new concept for implementing a sensor system for skin cancer detection by measuring the skin dielectric constant (rε) is presented. The research path begins by showing that the real and imaginary dielectric constant components can be measured accurately. Considering that the permeability of the skin in individuals may vary due to factors such as age and gender, the resonator structure is presented using a comparative method. Using this method, there is no need to know the exact value of the dielectric coefficient and the difference between the two parts is automatically detected by comparing two separate skin areas. The designed system operates in two modes of resonance frequency comparison and signal amplitude comparison. The results of this research show that the introduced system has high accuracy and the ability to detect cancerous lesions at different depths of the skin due to the selection of microwave frequency and the comparative process in detection. This system is designed at a frequency of 3 to 10.5 GHz and has a sensitivity of 85 MHz⁄RIU, a quality factor of 465 and a criterion A figure of merit of 39525〖RIU〗^(-1) was obtained for the system. This increased sensitivity is crucial for early detection of skin cancer and allows for more accurate diagnosis based on subtle differences in permeability between healthy and damaged skin areas. Also, comparison of the results with traditional methods such as biopsy and medical imaging indicates the high potential of this type of sensor in non-invasive and rapid cancer diagnosis. Ultimately, these sensors can be used as a low-cost and rapid tool for early detection of cancers in the early stages and help improve the quality of medical care.
  • كليدواژه هاي فارسي
    حسگرمايكروويو , بيو سنسور , تشخيص سرطان , سرطان پوست , عمق نفوذ ميدان الكتريكي , كاربرد امواج الكترومغناطيسي در تشخيص
  • كليدواژه هاي لاتين
    Microwave sensor , Biosensor , Cancer detection , Skin cancer , Electric field penetration depth , Application of electromagnetic waves in diagnosis
  • Author
    Zahra Feizy
  • SuperVisor
    Ali Abdolali