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

• 研究課題/領域番号: 26709030
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 計測工学
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 木寺 正平 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (00549701)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 23,270千円 (直接経費: 17,900千円、間接経費: 5,370千円); 2016年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2015年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円); 2014年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
• キーワード: 超広帯域信号 / レーダ信号処理 / マイクロ波イメージング / 非破壊検査 / 乳がん検査 / Range Points Migration法 / マイクロ波アブレーション / 計測工学 / 非破壊計測 / 生体計測 / 乳がん検知 / 誘電率推定 / ＵＷＢレーダ / 誘電体内部画像化 / 非侵襲生体計測 / 逆散乱問題

研究成果の概要

本研究では，マイクロ波を用いた非破壊計測および医療画像診断及び治療のための，高精度内部画像化法を構築するため，申請者が提唱する画像化法(RPM法)を誘電体場内部画像化に拡張し，従来の合成開口処理を超える精度を実現させた．具体的には，コンクリート内部の金属目標を，波長の1/100程度の再現精度で形状を再現した．またRPM法を生体固有の不均質・分散性媒質に拡張し，がん細胞等の形状を高精度に推定し，更にマイクロ波アブレーション治療における実時間モニタリング法を提案し，既存手法の性能を大きく改善させることを，実際の乳房MRI画像をベースにしたFDTDによる数値電磁界解析データにより検証した．

研究成果

• [国際共同研究] University of Wisconsin Madison(米国)
• [国際共同研究] University of Wisconsin Madison(米国)
• [国際共同研究] ＫＭＩＴＬ(タイ)
• [雑誌論文] Three-dimensional Imaging Method Incorporating Range Points Migration and Doppler Velocity Estimation for UWB Millimeter-wave Radar (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Sasaki, F. Shang, S. Kidera, T. Kirimoto, K. Saho and T. Sato
  • 雑誌名: IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. 巻: 14 号: 1 ページ: 122-126
  • DOI: 10.1109/lgrs.2016.2628909
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Experimental Study on Embedded Object Imaging Method with Range Point Suppression of Creeping Wave for UWB Radars (2016)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Manaka, Shouhei Kidera and Tetsuo Kirimoto
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Electronics 巻: E99.C 号: 1 ページ: 138-142
  • DOI: 10.1587/transele.E99.C.138
  • NAID: 130005116159
  • ISSN: 0916-8524, 1745-1353
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dielectric Constant and Boundary Extraction Method for Double-Layered Dielectric Object for UWB Radars (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuya Niimi, Shouhei Kidera and Tetsuo Kirimoto
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Electronics 巻: E98.C 号: 12 ページ: 1134-1142
  • DOI: 10.1587/transele.E98.C.1134
  • NAID: 130005112308
  • ISSN: 0916-8524, 1745-1353
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] "TDOA-Based Microwave Imaging Algorithm for Real-Time Monitoring of Microwave Ablation," (2017)
  • 著者名/発表者名: Shouhei Kidera, Luz Maria Neira, Barry Van Veen and Susan C. Hagness
  • 学会等名: 2017 11th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP),
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2017-03-24
  • 国際学会
• [学会発表] "Double-layered Boundary Extraction Using Extended Envelope with Multi-static UWB Radars," (2016)
  • 著者名/発表者名: Risako Tanaka and Shouhei Kidera,
  • 学会等名: 2016 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP2016),
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-10-24
  • 国際学会
• [学会発表] "Accuracy Enhanced Beamorming Method Basedon Envelope Surface Extraction for Non-contact UWB Breast Cancer Radar," (2016)
  • 著者名/発表者名: Fuki Endo and Shouhei Kidera,
  • 学会等名: 2016 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP2016),
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-10-24
  • 国際学会
• [学会発表] "Accurate Boundary Extraction and Dielectric Constant Estimation Method for UWB Internal Imaging Radar", (2016)
  • 著者名/発表者名: Shouhei Kidera,
  • 学会等名: URSI Commission B, International Symposium on Electromagnetic Theory (EMTS 2016),
  • 発表場所: Espoo, Finland
  • 年月日: 2016-08-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] マイクロ波UWBレーダによる乳癌検知のためのEnvelope 法とFDTD法を用いた表面波抑圧法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 遠藤芙輝，木寺 正平
  • 学会等名: 電子情報通信学会 総合大会
  • 発表場所: 福岡市，福岡県
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] マルチスタティック型UWBレーダによる拡張Envelope法を用いた二層誘電体媒質境界推定法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中 理紗子，木寺 正平
  • 学会等名: 電子情報通信学会 総合大会
  • 発表場所: 福岡市，福岡県
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] Double-Layered Boundary Extraction Method with Accurate Dielectric Constant Estimation for UWB Internal Imaging Radar (2015)
  • 著者名/発表者名: Shouhei Kidera
  • 学会等名: 2015 IEEE Conference on Antenna Measurements and Applications
  • 発表場所: Thailand, Chiang Mai
  • 年月日: 2015-11-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Experimental Study on Dielectric Constant and Boundary Estimation Method for Double-layered Dielectric Object for UWB Radars (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuya Niimi, Shouhei Kidera and Tetsuo Kirimoto,
  • 学会等名: 2015 IEEE International Conference on Ubiquitous Wireless Broadband (ICUWB2015),
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2015-10-04
  • 国際学会
• [学会発表] HIGH-SPEED AND ACCURATE DIELECTRIC CONSTANT ESTIMATION METHOD USING RPM BOUNDARY EXTRACTION AND FDTD BASED ANALYSIS (2015)
  • 著者名/発表者名: Shouhei Kidera
  • 学会等名: URSI Atrantic Radio Science Conference (AT-RASC 2015)2015
  • 発表場所: Gran Canaria, Canary Island, Spain
  • 年月日: 2015-05-18 – 2015-05-22
  • 招待講演
• [学会発表] SUPER-RESOLUTION AND ACCURATE 3-DIMENSIONAL IMAGING METHOD BY COMBINING EM COMPUTATIONAL ANALYSIS IN SHORT RANGE UWB RADAR (2015)
  • 著者名/発表者名: Shouhei Kidera
  • 学会等名: 1st URSI Atlantic Radio Science Conference (URSI AT-RASC 2015),
  • 発表場所: Gran Canaria, Spain
  • 年月日: 2015-05-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] HIGH-SPEED AND ACCURATE DIELECTRIC CONSTANT ESTIMATION METHOD USING RPM BOUNDARY EXTRACTION AND FDTD BASED ANALYSIS (2015)
  • 著者名/発表者名: Shouhei Kidera. Niwa Yoshihiro, Tetsuo Kirimoto
  • 学会等名: 1st URSI Atlantic Radio Science Conference (URSI AT-RASC 2015)
  • 発表場所: Gran Canaria, Spain
  • 年月日: 2015-05-18
  • 国際学会
• [学会発表] " Experimental Study on Permittivity Estimation Method for UWB Internal Imaging Radar," (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshiki Manaka, Shouhei Kidera, Tetsuo Kirimoto
  • 学会等名: 2014 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP2014)
  • 発表場所: Kaohsiung, Taiwan
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-05
• [学会発表] "Accurate Permittivity Estimation Method for Double-layered Dielectric Object for UWB Radars," (2014)
  • 著者名/発表者名: Takuya Niimi, Shouhei Kidera, Tetsuo Kirimoto,
  • 学会等名: 2014 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP2014)
  • 発表場所: Kaohsiung, Taiwan
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-05
• [学会発表] "超広帯域信号を用いた近距離レーダイメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 木寺正平
  • 学会等名: 第57回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 群馬伊香保
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-12
  • 招待講演
• [備考] http://www.ems.cei.uec.ac.jp/
• [備考] 電気通信大学 木寺研究室
  • URL: http://www.ems.cei.uec.ac.jp/