腫瘍の血管新生密度分布計測技術の研究

• 研究課題/領域番号: 25249050
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 吉川 公麿 広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 特任教授 (60304458)
• 研究分担者: 小出 哲士 広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 准教授 (30243596) ; 有廣 光司 広島大学, 病院(医), 教授 (70232064) ; 黒木 伸一郎 広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 准教授 (70400281)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 44,590千円 (直接経費: 34,300千円、間接経費: 10,290千円); 2017年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2016年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2015年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円); 2014年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円); 2013年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
• キーワード: 乳腺腫瘍 / 血管新生 / 複素誘電率 / 免疫染色 / 乳がん / 計測システム / CMOS / 回路 / マイクロ波 / CMOS回路 / 複素インピーダンス / 画像認識 / 浸潤癌 / 非浸潤癌 / IDC / DCIS / FACTORVIII / インパルス電磁波

研究成果の概要

悪性腫瘍の転移及び浸潤の過程に生じる血管新生の密度分布を病理学的及び電磁気学的に計測する技術を開発した。具体的には、患者から摘出された乳腺腫瘍の血管新生の病理学的な密度分布を計測した。乳腺腫瘍組織の複素インピーダンスを測定するシステムを開発し、血管新生部位を含む悪性腫瘍の複素誘電率を計測し、誘電率と癌細胞の体積分率の相関を示した。腫瘍血管新生密度分布をインパルス電磁波形の解析から特定する測定システム用CMOS回路を開発した。

研究成果

• [国際共同研究] アイルランド国立大学(アイルランド)
• [国際共同研究] 天津大学(中国)
• [国際共同研究] トリノ工科大学(イタリア)
• [国際共同研究] 天津大学(中国)
• [国際共同研究] アイルランド国立大学(アイルランド)
• [国際共同研究] トリノ工科大学(イタリア)
• [国際共同研究] デルフト大学(オランダ)
• [国際共同研究] 天津大学(中国)
• [国際共同研究] トリノ工科大学(イタリア)
• [国際共同研究] ゴルウェイ大学(アイルランド)
• [雑誌論文] Transmit/receive 3-20 GHz 1.2 mW packaged double-pole-16-throw switching matrix for radarbased target detection (2018)
  • 著者名/発表者名: Afreen Azhari, Yuki Kuwano, Xia Xiao, and Takamaro Kikkawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 57 号: 1 ページ: 014101-014101
  • DOI: 10.7567/jjap.57.014101
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Detectability of Breast Tumor by a Hand-held Impulse-Radar Detector: Performance Evaluation and Pilot Clinical Study (2017)
  • 著者名/発表者名: Hang Song, Shinsuke Sasada, Takayuki Kadoya, Morihito Okada, Koji Arihiro, Xia Xiao and Takamaro Kikkawa
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 16353 号: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1038/s41598-017-16617-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Microwave Imaging Using CMOS Integrated Circuits with Rotating 4 × 4 Antenna Array on a Breast Phantom (2017)
  • 著者名/発表者名: Hang Song, Afreen Azhari, Xia Xiao, Eiji Suematsu, Hiromasa Watanabe, and Takamaro Kikkawa
  • 雑誌名: International Journal of Antennas and Propagation 巻: Article ID 6757048 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1155/2017/6757048
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 人体検査用広帯域五角形パッチアンテナ (2016)
  • 著者名/発表者名: 平野拓一, 吉川公麿, 広川二郎, 安藤真、
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌 C 巻: J99-C ページ: 365-372
  • 査読あり
• [雑誌論文] DC-17-GHz CMOS single-pole-eight-throw switching matrix for radar-based image detection (2016)
  • 著者名/発表者名: Afreen Azhari, Takumi Sugitani, Xia Xiao, and Takamaro Kikkawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 55 号: 12 ページ: 127301-7
  • DOI: 10.7567/jjap.55.127301
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] MRI-aided tissues interface characterization: An accurate signal propagation time calculation method for UWB breast tumor imaging (2016)
  • 著者名/発表者名: Liang Wang, Xia Xiao, Takamaro Kikkawa,
  • 雑誌名: Applied Surface Science 巻: 388 ページ: 24-34
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2016.05.135
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Radar-Based Breast Cancer Detection System Using CMOS Integrated Circuits (2015)
  • 著者名/発表者名: H. SONG, H. KONO, Y. SEO, A. AZHARI, J. SOMEI, E. SUEMATSU, Y. WATARAI, T. OTA, H. WATANABE, Y. HIRAMATSU, A. TOYA, X. XIAO and T. KIKKAWA
  • 雑誌名: IEEE Access 巻: 3 ページ: 2111-2121
  • DOI: 10.1109/access.2015.2496101
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Direct Extraction of Tumor Response Based on Ensemble Empirical Mode Decomposition for Image Reconstruction of Early Breast Cancer Detection by UWB (2015)
  • 著者名/発表者名: Q. Li, X. Xiao, L. Wang, H. Song, H. Kono, P. Liu, H. Lu, and T. Kikkawa
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems 巻: 9 号: 5 ページ: 710-724
  • DOI: 10.1109/tbcas.2015.2481940
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Complex permittivities of breast tumor tissues obtained from cancer surgeries (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Sugitani, S. Kubota, K. Sogo, K. Arihiro, M. Okada, T. Kadoya, M.Hide, M. Oda, and T. Kikkawa
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 104 号: 25
  • DOI: 10.1063/1.4885087
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional confocal imaging for breast cancer detection using CMOS Gaussian monocycle pulse transmitter and 4 × 4 ultra wideband antenna array with impedance matching layer, (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Sugitani, S. Kubota, A. Toya, X. Xiao, T. Kikkawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 号: 4S ページ: 04EL03-04EL03
  • DOI: 10.7567/jjap.53.04el03
  • 査読あり
• [雑誌論文] 5-Gb/s and 10-GHz Center-frequency Gaussian monocycle pulse transmission using 65-nm logic CMOS with on-chip dipole antenna and high-k interposer (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Kubota, A. Toya, T. Sugitani, T. Kikkawa
  • 雑誌名: IEEE Trans. Comp. Package and Manufact. Technol 巻: 4 号: 7 ページ: 1193-1200
  • DOI: 10.1109/tcpmt.2014.2320497
  • 査読あり
• [雑誌論文] 125 mW 102.4 GS/s Ultra-High-Speed Sampling Circuit for Complementary Metal Oxide Semiconductor Breast Cancer Detection System (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Toya, Kenta Sogo, Nobuo Sasaki, and Takamaro Kikkawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 号: 4S ページ: 04CE07-04CE07
  • DOI: 10.7567/jjap.52.04ce07
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Compact 4 4 Planar UWB Antenna Array for 3-D Breast Cancer Detection (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sugitani, S. Kubota, A. Toya, X. Xiao, T. Kikkawa
  • 雑誌名: IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters 巻: 12 ページ: 733-736
  • DOI: 10.1109/lawp.2013.2270933
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultra-wide band microwave image reconstruction for early breast cancer detection by norm constrained capon beamforming (2013)
  • 著者名/発表者名: L. Xua, X. Xiao., T. Kikkawa
  • 雑誌名: Mathematical and Computer Modelling 巻: 58 号: 1-2 ページ: 403-408
  • DOI: 10.1016/j.mcm.2012.11.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] IMPROVED BEAMFORMING ALGORITHM FOR IMAGING RECONSTRUCTION FOR EARLY BREAST CANCER DETECTION BY UWB (2013)
  • 著者名/発表者名: L. XU, X. XIAO, and T. KIKKAWA
  • 雑誌名: Journal of Circuits, Systems and Computers 巻: 22 号: 10 ページ: 1340027-1340027
  • DOI: 10.1142/s0218126613400276
  • 査読あり
• [学会発表] A Portable Breast Cancer Imaging System with Cross-shaped Dome Antenna Array (2017)
  • 著者名/発表者名: Hang Song, Hikaru Sato, Xia Xiao , Takamaro Kikkawa
  • 学会等名: European Concerence on Antennas and Propagation
  • 国際学会
• [学会発表] Radar Imaging of Breast Cancer Using Kirchhoff Migration and Singular Value Decomposition (2017)
  • 著者名/発表者名: Takuya Sakamoto, Hang Song and Takamaro Kikkawa
  • 学会等名: IEEE International on Antenna Measurement and Applications
  • 国際学会
• [学会発表] Microwave Characteristics of Glycerin-Saline Mixtures for a Breast Phantom (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Sato, H. Song, H. Kono, X. Xiao, R. Miyake and T. Kikkawa
  • 学会等名: Int. Symp. on Biomedical Engineering
  • 国際学会
• [学会発表] Microwave Confocal Imaging Utilizing a Cross-shaped Dome Antenna Array with Time-Domain CMOS Radar System (2017)
  • 著者名/発表者名: Hang Song, Hikaru Sato, Xia Xiao, Takamaro Kikkawa
  • 学会等名: Int. Symp. on Biomedical Engineering
  • 国際学会
• [学会発表] Sampling Clock Generation Circuits for Time-domain Breast Cancer Detection System (2017)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Toya, Yoshihiro Masui, Mitsutoshi Sugawara, Tomoaki Maeda, Masahiro Ono, Yoshitaka Murasaka, Atsushi Iwata, and Takamaro Kikkawa
  • 学会等名: IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Differential equivalent time sampling receiver for breast cancer detection (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Masui, Akihiro Toya, Mitsutoshi Sugawara, Tomoaki Maeda, Masahiro Ono, Yoshitaka Murasaka, Atsushi Iwata, and Takamaro Kikkawa
  • 学会等名: IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Complex Permittivity of 3D-Printed Breast Phantom Materials (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Sato, H. Song, H. Kono, X. Xiao, R. Miyake and T. Kikkawa
  • 学会等名: ICEAA-IEEE Topical Conference on Antennas and Propagation in Wireless Communications
  • 国際学会
• [学会発表] A Portable Breast Cancer Imaging System with Cross-shaped Dome Antenna Array (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Song, H. Sato, X. Xiao, T. Kikkawa
  • 学会等名: European Concerence on Antennas and Propagation
  • 国際学会
• [学会発表] Development of Breast Cancer Detection System (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Song, X. Xiao, T. Kikkawa
  • 学会等名: International Workshop on Nanodevices Technologies
  • 国際学会
• [学会発表] Complex permittivity of 3D-printed breast phantom materials (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Sato, H. Song, H. Kono, X. Xiao, R. Miyake and T. Kikkawa
  • 学会等名: International Workshop on Nanodevices Technologies
  • 国際学会
• [学会発表] CMOS Sampling Circuit for Impulse-Radar Breast Cancer Detection (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuji Seo, Akihiro Toya, Yoshihiro Masui, and Takamaro Kikkawa
  • 学会等名: International Workshop on Nanodevices Technologies
  • 国際学会
• [学会発表] Confocal Imaging of 3D-Printed Breast Phantom (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Kuwano, H. Song, H. Sato, T. Uruma, Y. Seo, R. Miyake, X. Xiao, and T. Kikkawa
  • 学会等名: International Workshop on Nanodevices Technologies
  • 国際学会
• [学会発表] Improvement of Confocal Imaging Resolution for Impulse Radar Breast Cancer Detection (2017)
  • 著者名/発表者名: Taichi Uruma, Hang Song, Hikaru Sato, Yuki Kuwano, Yuji Seo, Xia Xiao, and Takamaro Kikkawa
  • 学会等名: International Workshop on Nanodevices Technologies
  • 国際学会
• [学会発表] Ultra-Wide Band Square-Slot Antennas with Dual-layer Frequency Selective Surface for Breast Cancer Detection (2017)
  • 著者名/発表者名: Flavia Latino, Takamaro Kikkawa, and Ladislau Matekovits
  • 学会等名: International Workshop on Nanodevices Technologies
  • 国際学会
• [学会発表] Propagation of Gaussian Monocycle Pulses in Breast Phantoms with Slot Antenna Arrays (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Song, H. Kohno, X. Xiao and T. Kikkawa
  • 学会等名: European Concerence on Antennas and Propagation
  • 国際学会
• [学会発表] A radar-based breast cancer detection system using CMOS integrated circuits (2016)
  • 著者名/発表者名: Takamaro Kikkawa
  • 学会等名: Ireland-Japan Biomaterials & Tissue Engineering Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Breast cancer imaging with a dome antenna array using a radar-based Ultra-wideband CMOS detection system (2016)
  • 著者名/発表者名: Hang Song, Hayato Kono, Yuji Seo, Afreen Azhari, Xia Xiao, and Takamaro Kikkawa
  • 学会等名: International Conference on Solid-State Devices and Materials
  • 国際学会
• [学会発表] Confocal imaging by turning antennas with CMOS integrated circuits for breast cancer detection (2016)
  • 著者名/発表者名: Hang Song, Yuji Seo, Hikaru Sato, Taiichi Uruma, and Takamaro Kikkawa
  • 学会等名: International Symposium on Antenna and Propagation
  • 国際学会
• [学会発表] Design of UWB Antennas for Breast Cancer Detection (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Song, S. Kubota, X. Xiao and T. Kikkawa
  • 学会等名: International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications
  • 国際学会
• [学会発表] Comparative study on dielectric constants and conductivities of invasive ductal carcinoma tissues (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Sugitani; K. Arihiro; T. Kikkawa
  • 学会等名: 2015 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC)
  • 発表場所: Milano, Italy
  • 年月日: 2015-08-25
  • 国際学会
• [学会発表] Confocal imaging of breast tumor phantom using 3-D-printed breast phantom (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayato Kono, Takumi Sugitani, Xia Xiao, Katsuhiro Aritome, Ryo Miyake, and Takamaro Kikkawa
  • 学会等名: 2015 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2015-07-19
  • 国際学会
• [学会発表] UWB microwave breast cancer detection with MRI-derived 3-D realistic numerical breast model (2015)
  • 著者名/発表者名: Hang Song; Xia Xiao; Zongjie Wang; Takamaro Kikkawa
  • 学会等名: 2015 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2015-07-19
  • 国際学会
• [学会発表] Digital confocal imaging of breast cancer using UWB-CMOS integrated circuits (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Kikkawa; A. Azhari; K. Hashimoto; Y. Seo; H. Kohno; M. Wang; X. Xiao; A. Toya; Y. Masui; J. Somei; E. Suematsu; Y. Watarai; H. Watanabe; T. Ohta
  • 学会等名: 2015 9th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP)
  • 発表場所: Lisbon, Portgal
  • 年月日: 2015-05-13
  • 国際学会
• [学会発表] A 17 GHz Bandwidth 1.2 mW CMOS Switching Matrix for UWB Breast Cancer Imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Azhari, S. Takumi, S. Kenta, T. Kikkawa, and X. Xiao
  • 学会等名: IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference
  • 発表場所: Lausanne, Switzerland
  • 年月日: 2014-10-22 – 2014-10-24
• [学会発表] CMOS Equivalent Time Sampling of Gaussian Monocycle Pulse for Confocal Imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Seo, K. Sogo, A. Toya, T. Sugitani, A. Azhari, T. Kikkawa, X. Xiao
  • 学会等名: IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference
  • 発表場所: Lausanne, Switzerland
  • 年月日: 2014-10-22 – 2014-10-24
• [学会発表] Tumor Response Extraction Based on Ensemble Empirical Mode Decomposition for Early Breast Cancer Detection by UWB (2014)
  • 著者名/発表者名: Q. Li, X. Xiao, H. Song, L. Wang, and T. Kikkawa
  • 学会等名: IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference
  • 発表場所: Lausanne, Switzerland
  • 年月日: 2014-10-22 – 2014-10-24
• [学会発表] Time Domain Reflectometry Using IR-UWB CMOS Integrated Circuits for Breast Cancer Detection (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Sugitani, K. Hashimoto, Y. Seo, H. Kono and T. Kikkawa
  • 学会等名: 2014 IEEE International Conference on Ultra-wideband
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2014-09-01 – 2014-09-03
• [学会発表] Model pulses in the TD design of UWB wireless signal transfer systems (2014)
  • 著者名/発表者名: I. E. Lager, A. T. de Hoop, T. Kikkawa
  • 学会等名: 2014 8th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP)
  • 発表場所: The Hargue, The netherlands
  • 年月日: 2014-04-06 – 2014-04-11
• [学会発表] Resolution of confocal imaging using 4x4 planar antenna array (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Sugitani, S. Kubota, X. Xiao, H. Kono, T. Kikkawa
  • 学会等名: 2014 8th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP)
  • 発表場所: The Hargue, The netherlands
  • 年月日: 2014-04-06 – 2014-04-11
• [学会発表] Improvement of Spatial Resolution of Breast Cancer Detection Using 4x4 UWB Antenna Array with Impedance Matching Layer (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sugitani, S. Kubota, X. Xiao and T. Kikkawa
  • 学会等名: 2013 International Conference on Solid State Devices and Material
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2013-09-24 – 2013-09-27
• [学会発表] On-Chip Folded Dipole Antennas for Inter-Chip UWB Signal Transmission (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hashimoto, T.Sugitani, S. Kubota and T.Kikkawa
  • 学会等名: 2013 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2013-09-24 – 2013-09-27
• [学会発表] A 0-27 GHz -30 dB Isolation Tx/Rx Single Pole Double Throw (SPDT) Switch for Gaussian Monocycle Pulse Transmission (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Azhari, K. Sogo, M. Wang, A. Toya and T. Kikkawa
  • 学会等名: 2013 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2013)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2013-09-24 – 2013-09-27
• [学会発表] A breast cancer detection system using 198 ps Gaussian monocycle pulse CMOS transmitter and UWB antenna array (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sugitani, S. Kubota, M. Hafiz, A. Toya, T. Kikkawa
  • 学会等名: 2013 URSI International Symposium on Electromagnetic Theory (EMTS)
  • 発表場所: Hiroshima, Japan
  • 年月日: 2013-05-20 – 2013-05-24
• [学会発表] Planar UWB antenna array for breast cancer detection (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kikkawa, T. Sugitani
  • 学会等名: 2013 7th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP)
  • 発表場所: Gothenburg, Sweden
  • 年月日: 2013-04-08 – 2013-04-12
• [産業財産権] 異常組織検出装置 (2018)
  • 発明者名: 吉川公麿
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2018
• [産業財産権] 異常組織検出装置 (2017)
  • 発明者名: 吉川公麿、宋航
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017
• [産業財産権] 信号処理方法及び信号処理装置 (2017)
  • 発明者名: 吉川公麿、宋航
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017
• [産業財産権] Ａ／Ｄ変換装置及びジッタ補正方法 (2016)
  • 発明者名: 吉川公麿他
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016
• [産業財産権] 半導体スイッチ回路及び異常組織検出装置 (2016)
  • 発明者名: 吉川公麿他
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016
• [産業財産権] 異常組織検出装置 (2016)
  • 発明者名: 吉川公麿他
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016
• [産業財産権] 検出装置、信号処理方法及びプログラム (2016)
  • 発明者名: 吉川公麿他
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016
  • 外国
• [産業財産権] 検出装置、信号処理方法及びプログラム (2015)
  • 発明者名: 吉川公麿、宋航
  • 権利者名: 吉川公麿、宋航
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-10-29
• [産業財産権] 異常組織検出装置および信号送受信方法 (2014)
  • 発明者名: 吉川公麿
  • 権利者名: 吉川公麿
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-216491
  • 出願年月日: 2014-10-23