Microwave tomography (MWT) is an emerging biomedical imaging modality
with great potential for non-invasive assessment of functional and
pathological conditions of soft tissues. This paper presents a review of
research results obtained by the author and his colleagues and focuses
on various potential clinical applications of MWT. Most clinical
applications of MWT imaging have complicated, nonlinear, high dielectric
contrast inverse problems of three-dimensional diffraction tomography.
There is a very high dielectric contrast between bones and fatty areas
compared with soft tissues. In most cases, the contrast between
soft-tissue abnormalities (the target imaging areas) is less pronounced
than between bone (fat) and soft tissue. This additionally complicates
the imaging problem. In spite of the difficulties mentioned, it has been
demonstrated that MWT is applicable for extremities imaging, breast
cancer detection, diagnostics of lung cancer, brain imaging and cardiac
imaging.
Microwave tomography (MWT) adalah suatu modalitas pencitraan biomedis yang berkembang dengan potensi yang besar untuk pemeriksaan non-invasif kondisi fungsional dan patologis jaringan (soft tissues). Sebagian besar aplikasi klinis pencitraan menggunakan MWT yang sangat kompleks, nonlinear, masalah inverse-problem tomografi difraksi dielektrik 3D dengan kontras yang tinggi. Perbedaan kontras dielektrik yang sangat tinggi antara tulang dan daerah lemak, dibandingkan dengan jaringan lunak (soft tissues). Dalam kebanyakan kasus, kontras antara kelainan jaringan lunak (area target pencitraan) kurang jelas dibandingkan dengan tulang (lemak) dan jaringan lunak. Masalah ini mempersulit proses pencitraan. Terlepas dari kesulitan yang disebutkan, bahwa MWT sangat cocok untuk diaplikasikan untuk pencitraan yang penting, semisal deteksi kanker payudara, diagnosa kanker paru-paru, pencitraan otak dan pencitraan jantung.
1. Pengantar
Metode pencitraan tomografi saat ini, termasuk tiga metode yang paling banyak digunakan, computed tomography (CT), positron emission tomography (PET) dan magnetic resonance imaging (MRI), masing-masing menawarkan informasi yang berguna tentang berbagai sifat jaringan yang terkait, misalnya untuk perfusi jaringan darah, iskemia dan infark, hipoksia, metabolisme dan malignan. Masing-masing metode memiliki kelebihan dan kekurangan tersendiri.
Misalnya, CT menyajikan resolusi spasial yang sangat baik, sementara kurang informatif dalam hal pencitraan fungsional jaringan lunak dibandingkan dengan PET. Di sisi lain, PET tidak dapat bersaing dengan CT dalam hal resolusi spasial. Tren terbaru saat ini adalah menggabungkan pencitraan multimodality yang telah menimbulkan kekhawatiran masalah biaya dan dosis radiasi. Dan saat ini dibutuhkan modalitas pencitraan yang baru dan kompetitif.
Microwave tomography (MWT) mungkin menyajikan pilihan yang aman, mobile dan murah untuk modalitas pencitraan saat ini untuk assessment non-invasif kondisi fungsional dan patologis akut dan kronis dari jaringan lunak (soft tissues).
MWT tidak berkembang dengan beberapa alasan teknis, diantaranya komponen hardware yang mahal dan dukungan komputasi yang kurang. Pada beberapa tahun terakhir, seiring dengan berkembangnya teknologi komunikasi mobile dan komputasi telah membuka peluang untuk penelitian lebih lanjut dan pengembangan MWT untuk biomedis dan aplikasi klinis.
Pada spektrum mikrowave, jaringan biologis dapat dibedakan dan dapat dicitrakan berdasarkan sifat dielektriknya. Ini dapat diketahui dari perbedaan yang signifikan masing-masing nilai dielektrik antara jaringan yang banyak mengandung air (otot) dan sedikit mengandung air (lemak dan tulang). (Gabriel et al. 1996; Polk & Postow 1996). Selama beberapa dekade terakhir, perubahan dalam sifat dielektrik jaringan disebabkan oleh berbagai perubahan fisiologis dan patologis telah intensif dipelajari. Perubahan ini dirangkum dan dibahas di bawah ini.
Faktor keamanan adalah hal yang penting pada pencitraan menggunakan MWT, pada modalitas ini telah digunakan non-ionizing electromagnetic (EM) field, yang berbeda dengan yang digunakan pada pencitraan CT dan kedokteran nuklir.
Diperkirakan tingkat medan gelombang mikro yang digunakan dalam prosedur pencitraan akan sebanding dengan tingkat medan gelombang mikro yang digunakan pada ponsel dengan porsi yang sama pada spektrum EM pada order GHz.
(under construction)
Sumber:
Microwave tomography: review of the progress towards clinical applications
Microwave tomography (MWT) adalah suatu modalitas pencitraan biomedis yang berkembang dengan potensi yang besar untuk pemeriksaan non-invasif kondisi fungsional dan patologis jaringan (soft tissues). Sebagian besar aplikasi klinis pencitraan menggunakan MWT yang sangat kompleks, nonlinear, masalah inverse-problem tomografi difraksi dielektrik 3D dengan kontras yang tinggi. Perbedaan kontras dielektrik yang sangat tinggi antara tulang dan daerah lemak, dibandingkan dengan jaringan lunak (soft tissues). Dalam kebanyakan kasus, kontras antara kelainan jaringan lunak (area target pencitraan) kurang jelas dibandingkan dengan tulang (lemak) dan jaringan lunak. Masalah ini mempersulit proses pencitraan. Terlepas dari kesulitan yang disebutkan, bahwa MWT sangat cocok untuk diaplikasikan untuk pencitraan yang penting, semisal deteksi kanker payudara, diagnosa kanker paru-paru, pencitraan otak dan pencitraan jantung.
1. Pengantar
Metode pencitraan tomografi saat ini, termasuk tiga metode yang paling banyak digunakan, computed tomography (CT), positron emission tomography (PET) dan magnetic resonance imaging (MRI), masing-masing menawarkan informasi yang berguna tentang berbagai sifat jaringan yang terkait, misalnya untuk perfusi jaringan darah, iskemia dan infark, hipoksia, metabolisme dan malignan. Masing-masing metode memiliki kelebihan dan kekurangan tersendiri.
Misalnya, CT menyajikan resolusi spasial yang sangat baik, sementara kurang informatif dalam hal pencitraan fungsional jaringan lunak dibandingkan dengan PET. Di sisi lain, PET tidak dapat bersaing dengan CT dalam hal resolusi spasial. Tren terbaru saat ini adalah menggabungkan pencitraan multimodality yang telah menimbulkan kekhawatiran masalah biaya dan dosis radiasi. Dan saat ini dibutuhkan modalitas pencitraan yang baru dan kompetitif.
Microwave tomography (MWT) mungkin menyajikan pilihan yang aman, mobile dan murah untuk modalitas pencitraan saat ini untuk assessment non-invasif kondisi fungsional dan patologis akut dan kronis dari jaringan lunak (soft tissues).
MWT tidak berkembang dengan beberapa alasan teknis, diantaranya komponen hardware yang mahal dan dukungan komputasi yang kurang. Pada beberapa tahun terakhir, seiring dengan berkembangnya teknologi komunikasi mobile dan komputasi telah membuka peluang untuk penelitian lebih lanjut dan pengembangan MWT untuk biomedis dan aplikasi klinis.
Pada spektrum mikrowave, jaringan biologis dapat dibedakan dan dapat dicitrakan berdasarkan sifat dielektriknya. Ini dapat diketahui dari perbedaan yang signifikan masing-masing nilai dielektrik antara jaringan yang banyak mengandung air (otot) dan sedikit mengandung air (lemak dan tulang). (Gabriel et al. 1996; Polk & Postow 1996). Selama beberapa dekade terakhir, perubahan dalam sifat dielektrik jaringan disebabkan oleh berbagai perubahan fisiologis dan patologis telah intensif dipelajari. Perubahan ini dirangkum dan dibahas di bawah ini.
Faktor keamanan adalah hal yang penting pada pencitraan menggunakan MWT, pada modalitas ini telah digunakan non-ionizing electromagnetic (EM) field, yang berbeda dengan yang digunakan pada pencitraan CT dan kedokteran nuklir.
Diperkirakan tingkat medan gelombang mikro yang digunakan dalam prosedur pencitraan akan sebanding dengan tingkat medan gelombang mikro yang digunakan pada ponsel dengan porsi yang sama pada spektrum EM pada order GHz.
(under construction)
Sumber:
Microwave tomography: review of the progress towards clinical applications
Tidak ada komentar:
Posting Komentar