Precision open-ended coaxial probes for in vivo and ex vivo dielectric spectroscopy of biological tissues at microwave frequencies

Popovic, D.; McCartney, L.; Beasley, Craig J.; Lazebnik, Mariya; Okoniewski, M.; Hagness, Susan C.; Booske, John H.

doi:10.1109/tmtt.2005.847111

Cited by 180 publications

(128 citation statements)

References 30 publications

Supporting

Mentioning

124

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The open-ended coaxial probe described in [28], using the processing technique from [14], is used as a reference for estimations obtained from measurement. Single-pole Debye parameters are fit to the probe estimations using the criterion in [27], such that the properties can be modeled in simulation.…”

Section: Validationmentioning

confidence: 99%

“…It is important to note that probe estimations are used as a reference for the measured results. The probe is known to be accurate within approximately 10% [14], so the observed errors also include error from the probe estimations.…”

Section: Validationmentioning

confidence: 99%

“…While developed for a particular UWB antenna, the method is anticipated to apply to other antenna designs operating in contact with tissues. We aim for an accuracy of 10% in order to be comparable with existing methods such as the open-ended probe [14], and to estimate background properties in microwave breast radar imaging where accuracy of approximately 10-20% is required for proper image reconstruction [15].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Antenna Calibration Method for Dielectric Property Estimation of Biological Tissues at Microwave Frequencies

Garrett¹,

Bourqui²,

Fear³

2017

PIER

View full text Add to dashboard Cite

Abstract-We aim to estimate the average dielectric properties of centimeter-scale volumes of biological tissues. A variety of approaches to measurement of dielectric properties of materials at microwave frequencies have been demonstrated in the literature and in practice. However, existing methods are not suitable for noninvasive measurement of in vivo biological tissues due to high property contrast with air, and the need to conform with the shape of the human body. To overcome this, a method of antenna calibration has been adapted and developed for use with an antenna system designed for biomedical applications, allowing for the estimation of permittivity and conductivity. This technique requires only two calibration procedures and does not require any special manufactured components. Simulated and measured results are presented between 3 to 8 GHz for materials with properties expected in biological tissues. Error bounds and an analysis of sources of error are provided.

show abstract

Section: Validationmentioning

confidence: 99%

Section: Validationmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Antenna Calibration Method for Dielectric Property Estimation of Biological Tissues at Microwave Frequencies

Garrett¹,

Bourqui²,

Fear³

2017

PIER

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Bu durum çok küçük dokuların ölçümlerini garanti etmek açısından önemli olmuştur. Kalibrasyon düzleminde kompleks yansıma katsayısı, bir vektör network analizör seti kullanılarak kaydedilmiş ve sonrasında da uygun bir metot [11] kullanılarak kompleks dielektrik sabitine dönüştürülmüştür. Bu tekniğin tutarlı performansını garanti etmek için, referans sıvılar kullanarak doğruluğunu onaylamışlardır.…”

Section: Meme Kanserinde Mikrodalgaların öNemiunclassified

Meme Kanseri Tespitinde Mikrodalgaların Önemi ve Kanserli/Sağlıklı Meme Dokularının Yapay Zeka Algoritmaları ile Tanımlanabilmesi

Aydın¹

2014

Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi

View full text Add to dashboard Cite

ÖzetDünyada akciğer kanserinden sonra en sık rastlanan kanser türü meme kanseri olmasına rağmen; erken tanı meme kanserini tehlikeli olmaktan çıkarmaktadır. Kanserli hücreleri tespit etmek amacıyla birçok yöntem geliştirilmiştir. Mikrodalga frekanslarında kötü huylu kanser hücrelerinin elektriksel özellikleri normal hücrelere göre belirgin farklılıklar göstermektedir. Bu frekanslarda göğüs dokusunun, beyin ve kas gibi diğer dokulara göre daha geçirgen olması, mikrodalga frekansında elektromanyetik dalgaların kanserli hücrelerin görüntülenmesinde kullanılması fikrini desteklemektedir. Meme kanseri teşhisinde kullanılan mamografi gibi birçok tekniğin kötü huylu hücrelerin tespitinde yetersiz kalması, maliyetlerinin yüksek olması ve hastanın zararlı ışınlara, rahatsız edici durumlara maruz kalması arzu edilen bir durum değildir. Bu makalenin amaçlarından biri; kanserin erken safhalarında tümörlerin çok daha küçük olduğunu ve mikrodalga görüntüleme yönteminin küçük tümörlerin tespitinde yüksek potansiyeli ile iyi bir aday olduğunu göstermektir. İkincisi ise; dokuların elektriksel özelliklerini kullanarak sınıflandırılabileceklerini göstermek açısından literatürde var olan, sağlıklı ve kanserli doku hücrelerinin elektriksel empedansı spektroskopi (EES) yöntemi ile elde edilen veri setinden yararlanılarak İleri Beslemeli Geriye Yayılımlı Yapay Sinir Ağı (İBGY-YSA) ve Destek Vektör Makineleri (DVM) gibi algoritmalar arasından en iyi sınıflama performansına sahip makine öğrenme yöntemi karşılaştırmalı olarak belirlemektir. Genel olarak sonuçlar incelendiğinde farklı elektriksel özellikleri bakımından kanserli ve normal meme dokularının bu yöntemlerle ayırt edilebildikleri görülmektedir ve Mikrodalga Görüntüleme bir takım umut verici stratejiler ortaya çıkarmıştır. AbstractAlthough the breast cancer is the second most common cancer after lung cancer in the world, early diagnosis plays an important role to decrease the death rate.

show abstract

“…Advantages of the open-ended coaxial such as broadband frequency coverage and no sample preparation make the method a good candidate for liquid and semisolid samples [2]- [3]. However, in contrast with resonant methods, the technique suffers from a lack of sensitivity and accuracy for the determination of slight dielectric contrasts.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Microwave Interferometry Based On Open-ended Coaxial Technique for High Sensitivity Liquid Sensing

Bakli

Haddadi

2017

AEM

View full text Add to dashboard Cite

This paper describes a modified open-ended coaxial technique for microwave dielectric characterization in liquid media. A calibration model is developed to relate the measured transmission coefficient to the local properties of the sample under test. As a demonstration, the permittivity of different sodium chloride solutions is experimentally determined. Accuracies of 0.17% and 0.19% are obtained respectively for the real and imaginary parts of dielectric permittivity at 5.9 GHz.

show abstract

Precision open-ended coaxial probes for in vivo and ex vivo dielectric spectroscopy of biological tissues at microwave frequencies

Cited by 180 publications

References 30 publications

Antenna Calibration Method for Dielectric Property Estimation of Biological Tissues at Microwave Frequencies

Antenna Calibration Method for Dielectric Property Estimation of Biological Tissues at Microwave Frequencies

Meme Kanseri Tespitinde Mikrodalgaların Önemi ve Kanserli/Sağlıklı Meme Dokularının Yapay Zeka Algoritmaları ile Tanımlanabilmesi

Microwave Interferometry Based On Open-ended Coaxial Technique for High Sensitivity Liquid Sensing

Contact Info

Product

Resources

About