2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Microwave CT Device for Breast Cancer Diagnostics
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15K12564
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
長山 好夫 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (10126138)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森山 敏文 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (20452873)
山口 聡一朗 関西大学, システム理工学部, 准教授 (30413991)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | マイクロ波 / CT / マンモグラフィ / 実験装置 / 逆散乱問題 / 開発 / 乳がん / 健診装置 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
若年女性の乳がんの早期発見のために「痛くない，X線被曝しない」マンモグラフィが望まれており，マイクロ波CTはその有力候補である．これは，乳房に多方向からマイクロ波を照射し，その散乱波を多方向から測定し，乳房内部の電気定数（誘電率，導電率）の３次元分布を求め，それからがん組織を判別するものである．これは理想的なマンモグラフィであるが、まだ実現していない。装置実現上の重要な課題は，周波数範囲，感度，短時間測定，皮膚表面反射防止などである．本研究では、長崎大で開発が進んでいる逆散乱問題解法コンピュータコードForward-Backward Time-Stepping method（FBTS）の使用を前提とした、マイクロ波CTマンモグラフィ実験装置を開発した．FBTS法が要求する測定周波数範囲は1～6 GHzであるが、本研究では変形電極を持つダイポールアンテナと広帯域ミキサによりこの周波数範囲を実現した．照射マイクロ波パワーが10 μW程度と十分高感度である．短時間測定のためには、送信アンテナを切り替えながら、全受信アンテナで同時受信することが必須である。本研究では、コンピュータ制御のRFスイッチにより，16台の送信アンテナを順次切り替え，51台の受信器で強度と位相を同時に検波するプロトタイプシステムを開発した．まだ低速だがC言語などの高速言語で記述すれば要求される高速化は可能である。偽画像の原因である皮膚表面反射対策として，脂肪組織とほぼ同じ誘電率を持つFRPカップを乳房に密着する方法を開発した．マーガリンの疑似乳房を用いた性能試験の結果、5 GHz以上高周波での測定が重要であることがわかった．本研究によりマイクロ波CTマンモグラフィとしては十分な装置性能が得られた。今後、FBTS法を用いた画像化とその精密化ができれば、マイクロ波CTマンモグラフィは実現できる見込みである。
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[Presentation] Experimental Apparatus for MicroWave CT (MWCT) Mammography2016
Author(s)
Yoshio Nagayama, Hayato Tsuchiya, Soichiro Yamaguchi, Toshifumi Moriyama, Toshiyuki Tanaka, and Takafumi Fujimoto
Organizer
U.S.-Japan Workshop on Millimeter Wave Technology and Fusion Plasma Fluctuation Diagnostics
Place of Presentation
University of California, Davis, California, USA
Year and Date
2016-11-07 – 2016-11-09
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