[发明专利]用于材料的介电不连续性的微波测量的设备

说明书

公开了一种用于待检查的材料(M)的介电不连续性的微波测量的设备。该设备包括波导发射器(2)、波导(4)和接收天线(3)。发射器被配置为在波导中发射微波电磁场，该微波电磁场适于与待检查的材料相互作用。接收天线被配置为接收由待检查的材料“M”反射的电磁场。波导被配置为向待检查的材料传播发射的电磁场，并将反射的电磁场向接收天线(3)传送。波导(4)具有检查座(4a)，该检查座(4a)被配置用于待检查的材料的至少一部分的插入。发射器(2)或接收天线(3)中的至少一个在检查座(4a)周围的多个位置中可移动。

描述

本发明的技术领域

本发明涉及电磁检测装置的技术领域。

具体而言，本发明涉及一种用于微波测量的设备，尤其适用于控制物体或人体部分的介电均匀性。

该设备还允许获得表示所述介电均匀性的图的图像。

现有技术

在生产活动领域，物体的介电均匀性的控制代表与半成品和成品的质量控制相联系的一个方面。

在医学领域，介电均匀性的控制与例如癌症诊断、中风分类和骨骼分析相联系。

光学技术的使用是众所周知的，其目的是对待研究其特性的材料进行图像处理。

在工业领域中，这些设备针对生产过程的非破坏性控制，其目的是保证成品的高质量，并且在最后的分析中确保满足一个或更多个生产参数，根据该生产参数确定所分析产品的有效适销性。

更重要的是这些技术在医学领域中的使用，在医学领域中它们可以用于诊断目的，以这种方式允许发现人体的病理和疾病。

因此，清楚的是，利用这些技术的设备的效率是至关重要的(特别是关于所收集的图像的质量)，从而能够以及时且详细的方式诊断对健康有害的任何病理的发作。

已知的光学方法基本上使用以下各种手段提供待检查的材料的形貌重建：

·超声扫描仪；

·x光扫描仪(称为计算机断层摄影(CT))；

·使用核磁共振成像(称为MRI)进行分析。

然而，所有上述方法都有明显的缺点，这使得它们在用于诊断目的时非常低效，特别是从所收集信息的质量和使用这些方法可能对患者造成的潜在风险的角度来看。

随着时间的推移，微波成像分析逐渐引起了更大的关注。

每当待分析的材料部分之间的介电常数和/或电导率存在对比(即差异)时，微波成像分析都是有效的，无论这是工业环境中的半成品还是医学领域中的人体组织。

特别是在后一个领域，微波分析可以基本上细分为两个领域：

·微波断层摄影；

·超宽带(UWB)无线电技术。

不幸的是，在这种情况下也有内在的限制，这降低了其预测能力。

具体来说，断层摄影在建模方面极其复杂，因为它需要解决非线性逆问题，并且在UWB中复杂的聚焦技术是必要的；在某些情况下，滤波器对于改善对可能的干扰图像的抑制(杂波抑制)和空间辨别是必要的，然而，这需要增加系统的复杂性。

此外，已知系统的一个实质性问题是需要实现位于测量设备周围的消声室和/或匹配液体，这允许通过减少干扰和噪声来提高分辨率。

文件US 6454711 B1中显示了这些设备的一个示例，该文件公开了一种用于分析出血性中风的微波设备；该设备使用由许多天线(#1、#2、...#16)组成的阵列，并且由需要使用适配液体的头盔组成。

WO 2014/045181描述了一种通过微波成像分析来控制乳腺组织完整性的装置。