マイクロ波マンモグラフィの開発

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14580824
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 竹中 隆 長崎大学, 工学部, 教授 (40117156)
• 研究分担者: 周 輝 長崎大学, 工学部, 助手 (20346927) ; 田中 俊幸 長崎大学, 生産科学研究科, 助教授 (50202172)
• キーワード: マイクロ波 / マンモグラフィ / 乳がん / 逆問題 / トモグラフィ

研究概要

本研究は、一度に多人数の被検者(その大部分はがんに罹患していない)を対象とする集団検診において安全で痛みがなく高い感度と識別能力を持ち、かつ低コストで取り扱いやすい検査方法としてのマイクロ波マンモグラフィを開発することが目的である。本年度は平成14年度の成果をもとに、アンテナの大きさを考慮した像再構成法および像再構成法の高速化の基礎的検討をおこなった。本年度の成果をまとめると以下のようになる。
(1)アンテナの大きさを考慮したForward-Backward Time-Stepping (FBTS)法の定式化
マイクロ波マンモグラフィ計測部のアレイ・アンテナのアンテナ素子はダイポール・アンテナを想定している。平成14年度は理想的な微小ダイポールに対して3次元FBTS像再構成法を与えたが、本年度はアンテナ長を考慮した3次元FBTS法を開発した。
(2)FBTS像再構成法の高速化
多数の被検者に対する検査結果を処理するためには像再構成法の高速化が要求される。合成開口処理あるいは遺伝的アルゴリズムを用いて正常組織とは異なる組織の有無およびその大雑把な位置と大きさを見出した後、その組織を含む小さな領域に対してFBTS法を適用して誘電率・導電率分布を再構成することによりがんであるかどうかを識別する方法について基礎的検討を行った。
(3)数値シミュレーション
円筒上にアンテナ素子を配置したアレイ・アンテナで囲まれた物体の像再構成を数値シミュレーションし、アンテナの大きさを考慮した3次元FBTS像再構成法の有効性を確認した。また、平面上にアンテナ素子を配置したアレイ・アンテナで囲まれた物体の像再構成を数値シミュレーションし、合成開口処理あるいは遺伝的アルゴリズムとFBTS法の組合せによる像再構成の高速化が確認された。

研究成果

• [文献書誌] T.Takenaka, H.Zhou, T.Tanaka: "Inverse scattering for a three-dimensional object in the time domain"Journal of Optical Society of America A. 20巻10号. 1867-1874 (2003)
• [文献書誌] H.Zhou, T.Takenaka, T.Tanaka: "Three-dimensional reconstruction of shallowly buried mine using time-domain data"Microwave and Optical Technology Letters. 39巻4号. 276-280 (2003)
• [文献書誌] H.Zhou, T.Takenaka, T.Tanaka: "3-D reconstruction of a lossy object using time-domain data transmitted and received with dipole antennas"Proceedings of the 2003 IEEE Antenna and Propagation Society International Symposium. 30.3 (2003)
• [文献書誌] H.Zhou, T.Takenaka, T.Tanaka: "3-D image reconstruction of near-surface buried objects using time domain data"Progress in Electromagnetics Research Symposium. (2003)
• [文献書誌] T.Takenaka, T.Tanaka: "Filtered FBTS algorithm with multigrid for 2-D inverse scattering problem"Progress in Electromagnetics Research Symposium. (2003)
• [文献書誌] K.Iwamoto, T.Tanaka, T.Takenaka: "Breast cancer detection by using the synthetic aperture processing and the FBTS method"2003 Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings Vol.02. Vol.02,TB-6-1. 846-849 (2003)