Development of oral cancer tissue-mimicking phantom based on polyvinyl chloride plastisol and graphite for terahertz frequencies

Abstract Significance: A new concept of a biotissue phantom for terahertz (THz) biomedical applications is needed for reliable and long-term usage. Aim: We aimed to develop a new type of biotissue phantom without water content and with controllable THz optical properties by applying graphite powders into a polyvinyl chloride plastisol (PVCP) matrix and to give a numerical description to the THz optical properties of the phantoms using the Bruggeman model (BM) of the effective medium theory (EMT). Approach: The THz optical properties of graphite and the PVCP matrix were measured using THz time-domain spectroscopy, which works in the frequency range from 0.1 to 1 THz. Two phantoms with 10% and 12.5% graphite were fabricated to evaluate the feasibility of describing phantoms using the EMT. The EMT then was used to determine the concentration of graphite required to mimic the THz optical properties of human cancerous and healthy oral tissue. Results: The phantom with 16.7% of graphite has the similar THz optical properties as human cancerous oral tissue in the frequency range of 0.2 to 0.7 THz. The THz optical properties of the phantom with 21.9% of graphite are close to those of human healthy oral tissue in the bandwidth from 0.6 to 0.8 THz. Both the refractive index and absorption coefficient of the samples increase with an increase of graphite concentration. The BM of the EMT was used as the numerical model to describe the THz optical properties of the phantoms. The relative error of the BM for the refractive index estimation and the absorption coefficient is up to 4% and 8%, respectively. Conclusions: A water-free biotissue phantom that mimics the THz optical properties of human cancerous oral tissue was developed. With 21.9% of graphite, the phantom also mimics human healthy oral tissue in a narrow frequency range. The BM proved to be a suitable numerical model of the phantom

Correctional and Rehabilitation Activities in the Modern Educational Space

Авторський колектив: Дегтяренко Т. М. – доктор педагогічних наук, професор; Боряк О. В. – доктор педагогічних наук, доцент; Бондаренко Ю. А. – доктор педагогічних наук, доцент; Дмитрієва І. В. – доктор педагогічних наук, професор; Кузікова С. Б. – доктор психологічних наук, професор; Пахомова Н.Г. – доктор педагогічних наук, професор; Колишкін О. В. – кандидат педагогічних наук, доцент; Косенко Ю. М. – кандидат педагогічних наук, доцент; Лопатинська Н. А. – кандидат педагогічних наук, доцент; Прядко Л. О. – кандидат педагогічних наук, доцент; Усик Д. Б. – кандидат психологічних наук, доцент; Іваненко А. С. – кандидат психологічних наук, старший викладач; Чобанян А. В. – старший викладач; Золотарьова Т. В. – викладач; Скиба Т. Ю. – викладач; Стайко О. С. – аспірантка; Курєнкова°А. В. – аспірантка.У монографії представлено теоретичні та прикладні результати наукових досліджень науковців, аспірантів щодо реалізації навчання, виховання та розвитку дітей з особливми освітніми потребами (за нозологіями) та взаємодії з їх батьками, наведено моделі сучасної системи допомоги цим дітям. Монографія адресована широкому колу фахівців, спеціалістам у галузі спеціальної та інклюзивної освіти, аспірантам, студентам та батькам, які мають дітей з особливими освітніми потребами.The monograph presents theoretical and applied results of scientific research of scientists, graduate students on the implementation of education, upbringing and development of children with special educational needs (nosologies) and interaction with their parents, models of modern care for these children. The monograph is addressed to a wide range of specialists, specialists in the field of special and inclusive education, graduate students, students and parents who have children with special educational needs