微波近场成像检测乳腺癌及其微波热疗
去除或减小非相干信号的影响，同样的原理用于合成孔径测地雷达系统。其最大优点就是如果能够提供足够的宽带脉冲，就能够获得高分辨率的图像。现在已经从最初的二维［23］发展到三维［20］。天线放在仰卧的被检测妇女的呈自然状态的胸部之上，保证和皮肤间的阻抗匹配，减小皮肤的反射。采用结形阻抗加载天线，天线的尺寸已由最初的8cm［20］变得更小［21］。计算过程采用时域差分法，能够检测到深达5cm的2mm的病变小肿瘤。
加拿大Victoria大学的Fear及其导师Stuchly创建了另一套共焦微波成像系统，虽然该系统在原理上没有更大的改进，该系统更适合临床应用［21～23］。它集成了前面讨论的两种方法的优点。让被检测的妇女俯躺在带有圆洞的床上，乳房通过圆洞下垂，浸在溶液中，同Meaney的方法。由于天线同皮肤间的不匹配必然会引起强烈的反射，就会对信号处理产生影响。Fear使用小的阻抗加载WuKing偶极子天线，长度为2cm或1cm，浸在液体中，液体的介电性质分别同于皮肤或脂肪（即正常乳房组织），分别进行了实验。单个天线可以靠乳房很近，但为避免天线间的偶合，每个天线间必须保持一定的距离，并通过顺序开关来控制发射和接收测试脉冲。由于天线很小，这样通过顺序开关保证发射和接收脉冲的精度。天线阵可以旋转和上下移动，保证获得足够的测试数据，数值计算过程采用时域差分方法。
国外乳腺癌微波检测研究进展列在表1中。国内的相关研究开展的不多，但也偶有报道，如清华大学周小强等采用近红外激光相位阵列检测乳腺癌［24～25］；在清华大学2000年科技成果中展出了一种红外光乳腺CT成像仪［26］。
4 微波热疗基理及其在乳腺癌治疗上的应用
当微波照射人体时，不同剂量的射频电磁能量产生的热效应和非热效应能引起不同的物理、化学和生理变化。产生热效应的原因是由于人体内含有大量的水、离子和极性分子，当电磁能量进入人体时，体内带电粒子（自由电子、离子）产生定向运动形成传导电流；同时人体内电介质分子发生极化，产生位移电流。这两种电流在人体内运动要引起电阻损耗和粘性损耗而产生热量；人体内电介质的极化在电磁波频率较高时还要产生弛豫损耗；由于人体是由多层电学特性不同的组织构成的，当电磁能量通过各组织界面时，部分能量将发生反射或折射，在人体内不同尺寸的界面还会产生显著的散射。因此，在电磁能量的作用下，人体内的电子、离子及极性分子与周围的大分子、离子频繁碰撞而产生热量，致使组织温度升高，呈现热效应。根据病理和生理检查分析发现：癌瘤组织含水率高，于是癌瘤组织内血循环不良，其血流量只有健康组织的2%～5%，因而散热性能不佳，使癌瘤组织的温度比周围健康组织的温度一般高出5℃左右。由于癌瘤组织的耐热性差，当温度升高至41℃时，就可被杀死，而健康组织对42℃～45℃的高温也安然无恙。因此，可利用微波热效应来治疗癌症和肿瘤。另一方面，当入射人体的电磁能量很小时，人体内会发生一系列效应，这种效应称为非热效应。非热效应主要用于功能调节和功能改善。
研究表明，不同频率的电磁波对人体的效应是大不相同的，人体对不同频率电磁波的吸收也是不相同的。人体单位体积内吸收的功率P为［27］
式中：ε为人体的介电常数，E为人体内电场强度，f为工作频率。由（6）式可知：频率越高，人体对电磁波功率的吸收越强。由于微波波长短，因此，对人体的医疗效果比高频显著得多。同时，还由于存在共振吸收效应使微波的热效应有着奇异的医疗效果。微波热疗用照射器与人体的作用效果可以用比吸收率(SAR)来表征：
σ为人体组织电导率，ρ为人体组织密度，E为人体组织内的电场分布。根据美国食品和药物管理局（FOA）的建议，合格的医用微波照射器应该能在人体肌肉组织中产生235W/kg的比吸收率，而同时在离照射器口径与人体组织接触的界面5cm处，其微波泄漏功率不得超过10mW/cm2；同时在微波照射范围内近场分布均匀，亦即SAR分布均匀，人体感觉舒适；照射器与人体接触时应该与微波源有良好匹配。
国内有一些医用微波照射器方面的报道，如圆环形微带照射器［28］，椭圆环微带照射器［29］和很多用于妇科病检测的内置式的微波照射器［30］，而用于乳腺癌治疗方面的报道寥寥无几；国外有此方面的报道，如用相控阵激励电磁信号达到稳态温度场对病变乳腺进行微波热疗［31～32］等。
5 发展方向
综上所述，我们有理由相信，乳腺癌的微波检测与微波热疗是很有前途的一种方法，尤其是随着电磁场数值计算方法的发展及高速度的计算机的问世，