Utilizando antenas microstrip para análise da densidade óssea: uma ferramenta potencial para triagem da osteoporose

Autores

DOI:

https://doi.org/10.21439/conexoes.v19.3830

Palavras-chave:

Osteoporose., Antenas microstrip, Ansys HFSS, Densidade óssea, Tecnologias não invasivas

Resumo

O estudo aborda o uso de antenas microstrip para diagnóstico precoce de osteoporose, uma condição que eleva significativamente os custos de saúde globalmente. Contrariando métodos convencionais que utilizam radiações prejudiciais, este método inovador emprega ondas eletromagnéticas de baixa frequência. Utilizando o software Ansys HFSS, foram realizadas simulações a 2,3 GHz para analisar a interação das ondas com tecidos que imitam características ósseas. Os parâmetros S11 e S21 foram fundamentais na análise das alterações na densidade óssea. As simulações confirmaram a capacidade das antenas microstrip de detectar variações na densidade óssea, validando a eficácia desta tecnologia para diagnosticar osteoporose. Os resultados indicam que as antenas microstrip são uma ferramenta viável e não invasiva para o diagnóstico precoce de osteoporose, representando uma melhoria significativa para a qualidade de vida dos pacientes, especialmente em regiões com acesso limitado a tecnologias avançadas.

Biografia do Autor

Gerardo Antonio Idrobo Pizo, Universidade de Brasilia, undefined

  • Possui graduação em Engenharia Física pela Universidade do Cauca, Colômbia, com mestrado e doutorado em Sistemas Mecatrônicos pela Universidade de Brasília, Brasil. Atualmente é professor associado da Universidade de Brasília (UnB), atuando em diferentes programas de graduação em Engenharias e na pós-graduação em Engenharia Biomédica da Faculdade UnB-Gama (FGA). Seus projetos de pesquisa concentram-se principalmente nos seguintes temas: Inteligência Artificial, Espectroscopia Óptica, Desenvolvimento de Sistemas Biomédicos, Física Eletromagnética, Robótica, Sistema de Controle, Sistemas de Automação, Desenvolvimento de Sistemas Reconfiguráveis, Instrumentação Óptica, Instrumentação Eletrônica, Desenvolvimento de Sistemas Laser Sintonizáveis, Processamento Digital de Sinais, Imagens e Vídeo, Visão por Computador, Calibração de Câmeras, Digitalização de Superfícies, Varredura Laser, Reconstrução 3D, Metrologia, Sistemas de Potência, Desenvolvimento de Software, Desenvolvimento de Aplicativos para Celular e Banco de Dados. Participa ativamente de atividades de gestão acadêmica e de representação em órgãos internos e externos à UnB, como consultor ad hoc de periódicos internacionais e conselhos de instituições de fomento.

Papel do colaborador: Desenho e montagem do experimento, análise de dados, escritura e orientação do experimento.

José Maurício Santos Torres da Motta, Universidade de Brasília, undefined

Possui graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade de Brasília (1986), mestrado em Engenharia Mecânica pela Universidade de Brasília (1990) e doutorado em Robotics Technology - Cranfield University (1999). Atualmente é Professor Titular da Universidade de Brasília (UnB). As contribuições técnico-científicas e geração de conhecimento estão focadas nas áreas de robótica industrial, em especial calibração de robôs e sensoriamento robótico, especificamente visão robótica e sistemas inerciais. Seus projetos de pesquisa se concentram no desenvolvimento de técnicas para aumento da precisão de posicionamento de robôs, visão robótica para medição de posição e mapeamento de superfícies e trajetórias, desenvolvimento, concepção e construção de robôs dedicados e validação experimental de precisão da programação off-line desses robôs. Participa de convênios internacionais de cooperação e orientação conjunta de discentes. Participa ativamente em atividades gestão acadêmica e de representação em órgãos internos e externos à UnB, como consultor ad hoc de periódicos internacionais e conselhos de instituições de fomento.
• Papel do colaborador: Análise de dados e escritura.

Eduarda Leão Veras Gomes, Universidade de Brasília

Graduanda em Engenharia Aeroespacial. Colaborou com a montagem do experimento da presente pesquisa e a revisão técnica do texto.

Fillipe Ferreira Leite, Universidade de Brasília, undefined

Graduando em Engenharia Aeroespacial. Colaborou com a montagem do experimento da presente pesquisa e a revisão técnica do texto.

Referências

• BALANIS, C. A. Antenna Theory: Analysis and Design. 4th ed. Hoboken: John Wiley & Sons, 2016.

• BARTL, R.; FRISCH, B.; BARTL, C. Osteoporosis: Diagnosis, prevention, therapy. Berlin: Springer, 2009. doi: 10.1007/978-3-540-79527-8.

• BOLLAND, M. J.; GREY, A.; REID, I. R. Calcium supplements and bone health: A position statement from the National Bone Health Alliance. Osteoporosis International, v. 26, n. 10, p. 2531-2533, 2015. Disponível em: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25114781/. Acesso em: 14 mai. 2024.

• COMPSTON, J. E.; MCCLUNG, M. R.; LESLIE, W. D. Osteoporosis. Lancet, v. 393, n. 10169, p. 364-376, 2019. doi: 10.1016/S0140-6736(18)32112-3.

• CRUZ, A. S.; SILVA, S. G. da; CASTRO, B. H. de. Bone density measurement through electromagnetic waves. In: BIOMEDICAL ENGINEERING INTERNATIONAL CONFERENCE, 6., 2013, Amphur Muang, Tailândia. Anais... Amphur Muang: [s.n.], 2013. p. 1-5. doi: 10.1109/BMEiCon.2013.6687655.

• DAWSON-HUGHES, B. et al. IOF position statement: vitamin D recommendations for older adults. Journal of Bone and Mineral Research, v. 25, n. 7, p. 1550-1556, 2010. Disponível em: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20422154/. Acesso em: 14 mai. 2024.

• De POLLI, Y. C. Caracterização da anisotropia na permissividade de osso cortical utilizando o método da impedância. 2008. Tese (Doutorado) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2008. Disponível em: www.teses.usp.br. Acesso em: 14 mai. 2024.

• EASTELL, R. et al. Postmenopausal osteoporosis. Nature Reviews Disease Primers, v. 2, 16069, 2016. Disponível em: https://www.nature.com/articles/nrdp201669. Acesso em: 14 mai. 2024.

• GIUSTINA, A. et al. Vitamin D in the older population: a consensus statement. Journal of Endocrinological Investigation, v. 45, n. 2, p. 251-262, 2022. DOI: 10.1007/s12020-022-03208-3

• KANIS, J. A. et al. European guidance for the diagnosis and management of osteoporosis in postmenopausal women. Osteoporosis International, v. 33, p. 1-19, 2022. doi: 10.1007/s00198-018-4704-5.

• KERKETTA, S.; GHOSH, D. Microwave Sensing for Human Bone Health Evaluation. AEU - International Journal of Electronics and Communications, 2020. doi: 10.1016/j.aeue.2020.153469.

• KLEEREKOPER, M.; NELSON, D. A. Which Bone Density Measurement? Journal of Bone and Mineral Research, v. 12, n. 5, p. 712-714, 1997. doi: 10.1359/jbmr.1997.12.5.712.

• LOOKER, A. C. et al. Prevalence of low femoral bone density in older U.S. adults from NHANES III. Journal of Bone and Mineral Research, v. 12, n. 11, p. 1761-1768, 1997. Disponível em: https://asbmr.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1359/jbmr.1997.12.11.1761. Acesso em: 14 mai. 2024.

• MARTINI, F. H.; TIMMONS, M. J.; TALLITSCH, R. B. Anatomia Humana. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. ISBN 853632029X, 9788536320298.

• NJEH, C. F.; GENANT, H. K. Bone loss: Quantitative imaging techniques for assessing bone mass in rheumatoid arthritis. Arthritis Research & Therapy, v. 2, 446, 2000. https://doi.org/10.1186/ar126

• SUETENS, P. Fundamentals of Medical Imaging. 3rd ed. Cambridge: Cambridge

University Press, 2017.

• YEO, J.; LEE, J.-I. Meander-Line Slot-Loaded High-Sensitivity Microstrip Patch Sensor Antenna for Relative Permittivity Measurement. Sensors, v. 19, 4660, 2019. https://doi.org/10.3390/s19214660.

Downloads

Publicado

14-08-2025

Como Citar

Pizo, G. A. I., Motta, J. M. S. T. da, Gomes, E. L. V., & Leite, F. F. (2025). Utilizando antenas microstrip para análise da densidade óssea: uma ferramenta potencial para triagem da osteoporose. Conexões - Ciência E Tecnologia, 19, e025023. https://doi.org/10.21439/conexoes.v19.3830

Edição

v. 19 (2025)

Seção

Seção de Engenharias

Licença

Copyright (c) 2025 Gerardo Antonio Idrobo Pizo, José Maurício Santos Torres da Motta, Eduarda Leão Veras Gomes, Fillipe Ferreira Leite

Creative Commons License

Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Os autores que publicam na Revista Conexões: Ciência e Tecnologia concordam com os seguintes termos: Autores mantêm os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho licenciado sob uma licença Creative Commons Atribuição-NãoComercial-CompartilhaIgual 4.0 Internacional (CC BY -NC-SA 4.0) . Nossos artigos estão disponíveis gratuitamente e gratuitamente, com privilégios para atividades educacionais, pesqueiras e não comerciais.

Artigos Semelhantes

<< < 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 > >> 

Você também pode iniciar uma pesquisa avançada por similaridade para este artigo.