Artigo em revista científica Q1
Feasibility of bone fracture detection using microwave imaging
Késia Cristiane dos Santos Farias (Santos, K. C. ); Carlos António Cardoso Fernandes (Fernandes, C. A.); Jorge Rodrigues da Costa (Costa, J. R.);
Título Revista
IEEE Open Journal of Antennas and Propagation
Ano (publicação definitiva)
2022
Língua
Inglês
País
Estados Unidos da América
Mais Informação
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Abstract/Resumo
This paper studies the feasibility of Microwave Imaging (MWI) for detection of fractures in superficial bones like the tibia, using a simple and practical setup. First-responders could use it for fast preliminary diagnosis in emergency locations, where X-Rays are not available. It may prove valuable also for cases where X-ray are not recommended, e.g., length pregnant women or children. The method is inspired on the synthetic aperture radar technique. A single Vivaldi antenna is used to linearly scan the bone in the 8.3-11.1 GHz frequency range and collect the scattered fields. The system is operated in air, without the need for impractical impedance-matching immersion liquids. The image is reconstructed using a Kirchhoff migration algorithm. A Singular Value Decomposition (SVD) strategy is used to remove skin and background artifacts. To test this technique, a set of full-wave simulations and experiments were conducted on a multilayer phantom and on an ex-vivo animal bone. Results show that the system can detect and locate bone transverse fractures as small as 1 mm width and 13 mm deep, even when the bone is wrapped by 2 mm thick skin.
Agradecimentos/Acknowledgements
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Palavras-chave
Biomedical imaging,Bones,Dielectric materials,Image reconstruction,Microwave imaging
  • Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática - Engenharia e Tecnologia
  • Biotecnologia Médica - Ciências Médicas
Registos de financiamentos
Referência de financiamento Entidade Financiadora
UID/EEA/50008/2021 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
PTDC/EEI-TEL/30323/2017 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
206841/2014-0 Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico

Com o objetivo de aumentar a investigação direcionada para o cumprimento dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável para 2030 das Nações Unidas, é disponibilizada no Ciência-IUL a possibilidade de associação, quando aplicável, dos artigos científicos aos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável. Estes são os Objetivos do Desenvolvimento Sustentável identificados pelo(s) autor(es) para esta publicação. Para uma informação detalhada dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável, clique aqui.