Sistema a microonde dedicato all'imaging della mammella: caratterizzazione di un prototipo sperimentale

Sebbene la mammografia a raggi X sia la tecnica che presenta le migliori prestazioni per una diagnosi precoce del cancro alla mammella, alcuni suoi limiti (utilizzo di radiazioni ionizzanti, presenza non trascurabile dei falsi negativi) hanno stimolato lo sviluppo di tecniche di imaging alternative. Tra queste vanno sicuramente citate l’ecografia, la risonanza magnetica nucleare e alcune metodiche recenti, quali l’imaging a microonde. Scopo di questa tesi è di caratterizzare un prototipo di sistema a microonde dedicato all’imaging della mammella. Il primo capitolo illustra le tecniche comunemente impiegate per la diagnosi del tumore al seno, evidenziando l’importanza della prevenzione e delle campagne di screening. Il secondo capitolo presenta sommariamente l’anatomia dei tessuti mammari con le rispettive proprietà dielettriche e i modelli utilizzati per descriverne la risposta dielettrica a seguito di esposizione a un campo di radiazione elettromagnetica. I metodi di imaging a microonde sfruttano infatti le differenze della permettività e della conducibilità dei vari tessuti per differenziare quelli sani da quelli tumorali. Una descrizione più formale degli algoritmi utilizzati nel sistema di ricostruzione dell’immagine viene presentata nel capitolo terzo. Il setup sperimentale del prototipo considerato è descritto nel capitolo quarto dove viene fornita una panoramica sulla nuova metodologia di prototipazione rapida offerta dalla stampa3D. I capitoli quinto e sesto riguardano lo studio condotto sui parametri dell’algoritmo sviluppato per ottimizzare il sistema di imaging determinando il punto di lavoro ottimale. Infine, si illustrano nel settimo capitolo una serie di ricostruzioni 2D e 3D di una mammella appartenente alla categoria radiologica ACR2 sia in assenza di tessuti tumorali sia a seguito di inoculazione di un fittizio tumore benigno di 1cm di diametro posto in diverse posizioni della mammella in relazione alle diverse strutture interne presenti.