Diagnostic technique for pneumothorax detection using an antenna array

A pneumothorax is an abnormal collection of air in the pleural cavity. This condition causes the pleural space to expand, putting pressure on the underlying lung, which may lead to collapse. Pneumothorax is diagnosed using chest X-ray, CT scan, ultrasound imaging, and physical examination that requi...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Μυλωνά, Αικατερίνη
Άλλοι συγγραφείς: Mylona, Aikaterini
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2023
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:https://hdl.handle.net/10889/25437
id nemertes-10889-25437
record_format dspace
spelling nemertes-10889-254372023-07-08T04:01:38Z Diagnostic technique for pneumothorax detection using an antenna array Διαγνωστική τεχνική για ανίχνευση πνευμοθώρακα με χρήση συστοιχίας κεραιών Μυλωνά, Αικατερίνη Mylona, Aikaterini Antenna design Pneumothorax Detection Σχεδιαση κεραίας Πνευμοθώρακας Ανίχνευση A pneumothorax is an abnormal collection of air in the pleural cavity. This condition causes the pleural space to expand, putting pressure on the underlying lung, which may lead to collapse. Pneumothorax is diagnosed using chest X-ray, CT scan, ultrasound imaging, and physical examination that requires a high level of operator competency. Even if the mortality rates are not extremely high, pneumothorax may cause serious health problems if medical and surgical treatment is delayed. Microwave technology has shown to be promising for detecting various types of traumatic injuries, and some previous research have been made specifically addressed how a microwave antenna could be used to detect pneumothorax, with most of them using abstract structures simulating the human body. The aim and motivation of this thesis was to investigate whether it is possible to detect pneumothorax by using now more accurate and detailed models than in all previous studies. The first important step in this thesis was the design of the antenna. A rectangular microstrip patch antenna was designed using the software HFSS. Size reduction techniques was applied to make the antenna as small as possible. The next step was to create a matching layer where the antenna will be positioned in order to minimize the reflections between the antenna and the body. The last and crucial step was the simulation of the antenna with the anatomical body. The software used for this purpose was Sim4Life, a simulation platform that combines computable human phantoms with physical solvers. Πνευμοθώρακας ονομάζεται η ανώμαλη συγκέντρωση αέρα στον υπεζωκοτικό χώρο, δηλαδή μεταξύ πνευμόνων και θωρακικού τοιχώματος. Το πιο κοινό αίτιο πρόκλησής του είναι η τρώση του θωρακικού τοιχώματος ή του πνεύμονα, λόγω τραύματος/κάκωσης ή εξαιτίας κάποιου ιατρικού λάθους ή κάποιας υποκείμενης νόσου. Τέλος, η διάγνωση του πνευμοθώρακα γίνεται κυρίως με την χρήση ακτινογραφίας θώρακα, αξονικής το- μογραφίας, υπερηχογραφήματος και φυσικής εξέτασης. Αν και τα ποσοστά θνησιμότητας δεν είναι εξαιρετικά υψηλά, ο πνευμοθώρακας μπορεί να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα υγείας εάν καθυστερήσει η ιατρική και χειρουργική θεραπεία. Για αυτό το λόγο είναι ζωτικής σημασίας να υπάρξει διάγνωση σε προνοσοκομειακό περιβάλλον. Η μικροκυματική τεχνολογία έχει αποδειχθεί πολύ αποτελεσματική για την ανίχνευση διαφό- ρων τύπων τραυματικών κακώσεων. Σημαντική έρευνα έχει διενεργηθεί από το Πανεπιστήμιο Πατρών σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο μια κεραία μικροκυμάτων θα μπορούσε να χρησιμο- ποιηθεί για την ανίχνευση του πνευμοθώρακα. Όλες αυτές οι έρευνες έχουν χρησιμοποιήσει αφηρημένες δομές που προσομοιάζουν το ανθρώπινο σώμα (κυβικά μοντέλα). Σκοπός και κίνητρο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να διερευνηθεί το κατά πόσο είναι δυνατή η ανίχνευση του πνευμοθώρακα με τη χρήση πλέον ακριβέστερων και λεπτομερέστερων μοντέλων σε σχέση με όλες τις προηγούμενες μελέτες. 2023-07-07T10:30:29Z 2023-07-07T10:30:29Z 2023-07-07 https://hdl.handle.net/10889/25437 en application/pdf
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Antenna design
Pneumothorax
Detection
Σχεδιαση κεραίας
Πνευμοθώρακας
Ανίχνευση
spellingShingle Antenna design
Pneumothorax
Detection
Σχεδιαση κεραίας
Πνευμοθώρακας
Ανίχνευση
Μυλωνά, Αικατερίνη
Diagnostic technique for pneumothorax detection using an antenna array
description A pneumothorax is an abnormal collection of air in the pleural cavity. This condition causes the pleural space to expand, putting pressure on the underlying lung, which may lead to collapse. Pneumothorax is diagnosed using chest X-ray, CT scan, ultrasound imaging, and physical examination that requires a high level of operator competency. Even if the mortality rates are not extremely high, pneumothorax may cause serious health problems if medical and surgical treatment is delayed. Microwave technology has shown to be promising for detecting various types of traumatic injuries, and some previous research have been made specifically addressed how a microwave antenna could be used to detect pneumothorax, with most of them using abstract structures simulating the human body. The aim and motivation of this thesis was to investigate whether it is possible to detect pneumothorax by using now more accurate and detailed models than in all previous studies. The first important step in this thesis was the design of the antenna. A rectangular microstrip patch antenna was designed using the software HFSS. Size reduction techniques was applied to make the antenna as small as possible. The next step was to create a matching layer where the antenna will be positioned in order to minimize the reflections between the antenna and the body. The last and crucial step was the simulation of the antenna with the anatomical body. The software used for this purpose was Sim4Life, a simulation platform that combines computable human phantoms with physical solvers.
author2 Mylona, Aikaterini
author_facet Mylona, Aikaterini
Μυλωνά, Αικατερίνη
author Μυλωνά, Αικατερίνη
author_sort Μυλωνά, Αικατερίνη
title Diagnostic technique for pneumothorax detection using an antenna array
title_short Diagnostic technique for pneumothorax detection using an antenna array
title_full Diagnostic technique for pneumothorax detection using an antenna array
title_fullStr Diagnostic technique for pneumothorax detection using an antenna array
title_full_unstemmed Diagnostic technique for pneumothorax detection using an antenna array
title_sort diagnostic technique for pneumothorax detection using an antenna array
publishDate 2023
url https://hdl.handle.net/10889/25437
work_keys_str_mv AT mylōnaaikaterinē diagnostictechniqueforpneumothoraxdetectionusinganantennaarray
AT mylōnaaikaterinē diagnōstikētechnikēgiaanichneusēpneumothōrakamechrēsēsystoichiaskeraiōn
_version_ 1771297349547589632