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)
Estados Unidos da América
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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.
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

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