2015 Fiscal Year Annual Research Report
超広帯域電磁波による超分解能誘電体内部イメージング法の研究
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26709030
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
木寺 正平 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (00549701)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 計測工学 / レーダ信号処理 / 非破壊計測 / 生体計測 / 乳がん検知 / 誘電率推定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，超広帯域(UWB:Ultra Wideband)レーダのための，超波長分解能・精度を実現する誘電体内部画像化を実現することである．マイクロ波帯UWBレーダは誘電体内部透過性に優れるとともに，高い測距性能(数cm級)を有するため，CTやMRI等の既存技術にはない革新的機能（対象の電磁気的特徴の抽出）を有する非侵襲・非破壊計測技術として有望とされる．本研究では，申請者が独自に考案した画像化法(RPM法及び多重散乱波画像化)と偏波，散乱周波数特性等の複数の特徴量を融合し，領域積分方程式等の逆問題解析を併用することで，従来の「分解能」・「精度」を凌駕する次世代内部レーダセンサ技術を創出する．
本年度では，まず多層構造誘電媒質の境界および誘電率推定において，昨年度の方法をマルチスタティックモデルへと拡張した．同モデルによりモノスタティック計測では再現できなかった，境界のエッジ部分などを高精度に再現することを可能にした．さらに乳がん細胞検知のための検討として，非接触観測モデルで必須となる乳房表面波の抑圧に関して，報告者が以前に提案したEnvelope法と呼ばれる境界抽出法とFDTD法による波形再現法を導入し，かつ伝播ひずみを考慮したビームフォーミング法も新たに導入することで極めて小さい点状のがん細胞の分布も高精度に再構成することに成功した．今後はさらに精緻な乳房・癌細胞モデルを導入し，ファントムを利用した実記実験により提案手法の有効性を確認する予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ＵＷＢレーダによる誘電率内部計測において，すでに提案している高精度・高分解能推定法RPM法をその再現精度を拡大するためにマルチスタティックモデルに拡張子，さまざまな目標において再現範囲を大きく拡大することが可能となった．また同手法を初めて乳がん細胞検知モデルに拡張し，表面反射波を抑圧する方法を導入することで小さながん細胞でも検知することが可能になったことを数値計算で示した．今後実験で同手法の有効性を確認する必要があるが，数値計算例では当初の目標以上の成果が得られており，おおむね順調に進展していると判断できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度では，非破壊計測および乳がん細胞検知の両者において，実機実験を用いた性能評価を実施する．基本的な実験装置の準備は，本補助金等の支援により完成しており，データを取得して本手法の有効性を確認し，かつさまざまな問題点に対する各種の改良を加えていくことが今年度の推進方策である．
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| Causes of Carryover |
今年度の成果発表の出張経費が増大すると見込まれたため，一部の予算が次年度に持ち越された
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本課題の成果発表のための出張経費として使用する．
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