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Advanced Fast 3-D Electromagnetic Solver for Microwave Tomography Imaging

机译：用于微波层析成像的高级快速3D电磁求解器

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This paper describes a fast-forward electromagnetic solver (FFS) for the image reconstruction algorithm of our microwave tomography system. Our apparatus is a preclinical prototype of a biomedical imaging system, designed for the purpose of early breast cancer detection. It operates in the 3–6-GHz frequency band using a circular array of probe antennas immersed in a matching liquid; it produces image reconstructions of the permittivity and conductivity profiles of the breast under examination. Our reconstruction algorithm solves the electromagnetic (EM) inverse problem and takes into account the real EM properties of the probe antenna array as well as the influence of the patient’s body and that of the upper metal screen sheet. This FFS algorithm is much faster than conventional EM simulation solvers. In comparison, in the same PC, the CST solver takes ~45 min, while the FFS takes ~1 s of effective simulation time for the same EM model of a numerical breast phantom.
机译：本文介绍了一种用于微波层析成像系统图像重建算法的快进电磁求解器（FFS）。我们的设备是生物医学成像系统的临床前原型，旨在用于早期乳腺癌检测。它使用浸入匹配液体中的圆形探测天线阵列在3–6 GHz频段内工作；它可以生成受检乳房的介电常数和电导率分布图的图像重建。我们的重建算法解决了电磁（EM）反问题，并考虑了探头天线阵列的实际EM特性以及患者身体和上层金属屏蔽板的影响。该FFS算法比常规EM仿真求解器快得多。相比之下，在同一台PC上，CST求解器大约需要45分钟，而FFS对于相同的数字化人体模型的EM模型需要大约1 s的有效仿真时间。

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