体腔内マイクロ波ラジオメトリによる非侵襲温度計測法の開発

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06452447
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 水品 静夫 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (00021999)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉浦 敏文 静岡大学, 電子工学研究所, 助教授 (20135239)
• Keywords: 非侵襲温度計測法 / マイクロ波ラジオメトリ / 組織温度プロフィル / ラジオメトリ重み関数 / アンテナ-生体結合問題 / モード展開解析法 / FDTD解析法

Research Abstract

(1)1-2GHz帯のラジオメータシステムの設計および製作を行った。ラジオメータシステムは、熱輻射受信用アンテナ、Dicke型超低雑音マイクロ波受信機、マイクロ波受信機用低雑音安定化直流電源、基準温度熱雑音源、アンテナの温度制御回路、受信機の温度制御回路、基準温度熱雑音源の動作温度制御回路、システムの動作をコンピュータ制御するためのインターフェイス回路などから構成される。現在、各部がほぼ出来あがり、ラジオメータシステムを組み上がりつつある。
(2)同時に、測定データの理論解析法について強力に研究を推進した。ラジオメータは、生体が放射する熱輻射電波を、見かけ上の温度である輝度温度、即ち、体内の組織温度の重み付け平均値として測定される。輝度温度データから組織温度を求める問題は、いわゆる逆問題で、適切なデータ解析法の開発が必要である。我々は、モデル適合法とモンテカルロ法を組み合わせた温度対深さプロフィル推定法を既に開発したが、この方法を臨床データに適用する数値シミュレーション法を開発し、その有用性を示した。さらに、本年度は特に、アンテナと生体組織との結合問題について、モード展開解析法を用いた解析法および有限差分法(FDTD法)を用いた解析法を開発した。これらの解析結果にもとずいて、組織温度と輝度温度を結び付ける重み関数を導出した。この様にして導出された重み関数を使って組織温度プロフィルを推定する方法について、研究が進展している。

Research Products

• [Publications] S.Mizushina et al.: "Temperature profiling in biological objects with multi-frequency microwave radiometry" SPIE Proceedings(SPIE-Internatioal Society for Optical Engineeing). 2275. 295-300 (1994)
• [Publications] H.Ohba et al.: "Multifrequency microwave radiometry for non-invasive thermometry using a new temperature profile model function" 1994 Asia-Pacific Microwave Conference proceedings. II. 401-404 (1994)
• [Publications] K.Abe et al.: "Electromagnetic near fields of rectangular waveguide antennas in contact with biological objects obtained by the FDTD method" 1994 Asia-Pacific Microwave Conference proceedings. II. 325-328 (1994)
• [Publications] S.Mizoshiri et al.: "Computation of the field distribution generated by a rectangular aperture in a four-layered iossy dielectric medium by modal anakysis" 1994 Asia-Pacific Microwave Conference proceedings. III. 1149-1152 (1994)