Icke-invasiv mikrovågsteknik ger ny möjlighet att diagnostisera tumörer
Bröstcancer är en av de vanligaste cancerformerna och upptäcks genom bland annat mammografi. Vid Mälardalens Högskola utvecklar forskare ny teknik som gör det möjligt att upptäcka tumörer i ett tidigare skede än röntgen, utan att behöva utsätta patienten för stark strålning.
”Genom vår speciella mikrovågsteknik kan vi se längre in mot bröstmuskeln och alltså upptäcka tumörer som sitter långt in i vävnaden. Vår mikrovågsteknik gör det också möjligt att utveckla billigare utrustning än om vi skulle använt röntgen. Dessutom slipper patienten utsättas för den joniserande strålning som röntgen medför”, skriver här forskaren Per Olov Risman och Nikola Petrovic, projektledare för forskningsprojektet Microwave technology systems vid Mälardalens Högskola.
De flesta vet hur radar fungerar: man skickar ut mikrovågor från en parabolantenn, de som går rakt mot målet reflekteras tillbaka från det och kan sedan tas emot av samma parabol. Men för att mottagandet ska fungera fordras dels att antennen samtidigt inte är upptagen av att skicka ut en ny puls, dels att objektet verkligen reflekterar en signal rakt tillbaka, dels att mottagaren måste var mycket känslig för den svaga signalen. Man kan i princip tillämpa denna så kallade radarprincip även då avståndet mellan sändare och objekt är kort – men inte hur kort som helst.
Man måste för det första kunna starta och stänga av pulsen så snabbt att den blir så kort i rymden eller i det stora objektet där ”målet” finns att man verkligen kan mäta tiden för den återvända signalen och därmed få fram avståndet till målet. För det andra måste pulsen ha en sådan mikrovågsfrekvens – och därmed våglängd – att absorptionen i det stora objektet blir acceptabelt liten. Vilka mikrovågsfrekvenser som skulle kunna vara användbara framgår av den intressanta Figur 1. Absorp tionen i vatten (som ju vi till stor del består av) blir opraktiskt stor någonstans kring y-axelvärdet 1, så mikrovågsfrekvensen 3 GHz (motsvarande våglängden 10 cm i fria luften) blir den högsta lämpliga; i vart fall är 10 GHz klart alltför hög frekvens.
Redan här blir det klart att eftersom en puls måste vara åtminstone två våglängder lång blir det mycket svårt att med radarmetoder mäta i exempelvis kvinnobröst och få en bra rumsupplösning, detta trots att våglängden dras ihop med en faktor som är roten ur dieltalet som typiskt är upp till 40 för aktuella mänskliga vävnader. Om man går uppåt i frekvens nås vid våglängder kring 0,5 μm ett kraftigt absorptionsmimimum, som vi ju alla med våra ögon kan se att det existerar. Men redan från några få μm är absorptionen stark, vilket vi ju använder oss av vid grillning. Först i röntgenområdet minskar absorptionen så mycket att låg absorption fås.
