腫瘍検出のための生体内電磁波伝搬の研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21246059
• 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, 教授 (60304458)
• 研究分担者: 横山 新 広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 教授 (80144880) ; 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) ; 茅場 靖剛 広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 研究員 (00423377) ; 熊木 武志 広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 研究員 (60452596)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• キーワード: 電子デバイス / 集積回路

研究概要

本研究は超広帯域(UWB)インパルス電磁波を送信UWBアンテナから生体内(乳房)へ放射し、誘電率と導電率が生体組織と異なる腫瘍界面で反射したインパルス電磁波をアンテナアレーで受信し腫瘍の位置を画像化するために、時間領域反射率計測信号処理による共焦点アルゴリズムを開発し、インパルス信号の送受信回路、インパルス超高速サンプリング回路をCMOS集積回路で実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Model Pulses for Performance Prediction of Digital Microelectronic Systems (2012)
  • 著者名/発表者名: I. E. Lager, A. T. de Hoop, T. Kikkawa
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology 巻: V olume: 2, Issue: 11 ページ: 1859-1870
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 2 Gb/s 1.8 pJ/bit Differential BPSK UWB-IR Transmitter using 65 nm CMOS Technology (2011)
  • 著者名/発表者名: Mohiuddin Hafiz, Shinichi Kubota, Nobuo Sasaki, Kentaro Kimoto and Takamaro Kikkawa
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Electronics 巻: Vol. 94-C, No. 6 ページ: 977 -984
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 500 Mb/s Differential Input Non-coherent BPSK Receiver for UWB-IR Communication (2011)
  • 著者名/発表者名: Mohiuddin Hafiz, Nobuo Sasaki, Takamaro Kikkawa
  • 雑誌名: IEICE Transaction on Electronics 巻: Vol. E94-C No.4 ページ: 567-574
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 5.4-9.2 GHz 19.5 dB Complementary Metal-Oxide Semiconductor Ultra-wide-band Receiver Front-end Low-Noise Amplifier (2011)
  • 著者名/発表者名: Afreen Azhari, Shinichi Kubota, Akihiro Toya, Nobuo Sasaki, and Takamaro Kikkawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol. 50, No. 4 ページ: 1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Confocal Imaging System Using High-Speed Sampling Circuit and UWB Slot Antenna (2011)
  • 著者名/発表者名: Toya, Nobuo Sasaki, Sinichi Kubota and Takamaro Kikkawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol. 50, No. 4 ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 800 Mb/s CMOS detection scheme for UWB impulse-radio communication (2011)
  • 著者名/発表者名: Mohiuddin Hafiz, Nobuo Sasaki, Takamaro Kikkawa
  • 雑誌名: AEU -International Journal of Electronics and Communications 巻: Vol. 65, Issue 5 ページ: 398-405
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 1 Gb/s 3.8 pJ/bit differential input BPSK detection scheme for UWB-IR communication using 180 nm CMOS technology (2011)
  • 著者名/発表者名: Mohiuddin Hafiz, Nobuo Sasaki and Takamaro Kikkawa
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Electronics 巻: Vol. E94-C, No. 2 ページ: 240-247
  • 査読あり
• [雑誌論文] 32GS/s Ultra-high-speed UWB Sampling Circuit for Portable Imaging System (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Toya, N. Sasaki , S. Kubota, T. Kikkawa
  • 雑誌名: Electronics Letters 巻: vol. 47, No.3 ページ: 165-167
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wireless inter-chip interconnects (2011)
  • 著者名/発表者名: Takamaro Kikkawa
  • 雑誌名: Microelectronic Engineering 巻: Vol. 88, Issue 5 ページ: 767-774
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 3.5-4.5 GHz Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Ultra-wide-band Receiver Frontend Low-Noise Amplifier with On-Chip Integrated Antenna for Interchip Communication (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Azhari, K. Kimoto, N. Sasaki, T. Kikkawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: vol. 49 ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Confocal Imaging using Ultra Wideband Antenna Array on Si Substrates for Breast Cancer Detection (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Kubota, Xia Xiao, N. Sasaki, Y. Kayaba, K. Kimoto, W. Moriyama, T. Kozaki, M. Hanada and T. Kikkawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied physics 巻: Vol.49 ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Single-Chip Ultra-Wideband Receiver with Silicon Integrated Antennas for Inter-Chip Wireless Interconnection (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Sasaki, K. Kimoto, W. Moriyama, and T. Kikkawa
  • 雑誌名: IEEE Journal of Solid-State Circuits 巻: Vol. 44, No. 2 ページ: 382-393
  • 査読あり
• [学会発表] Gaussian Monocycle Pulse CMOS Transmitter with On-Chip ntegrated Antenna and High-k Dielectric Slab Waveguide (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kikkawa
  • 学会等名: 2012 IEEE 11th International Conference on Solid-State and Integrated Circuit Technology
  • 発表場所: Xi'an, China
  • 年月日: 20121029-1101
• [学会発表] -119.1 dBc/Hz Phase Noise Ring-VCO-Based PLL CMOS Circuit Using A Tunable Narrow-Deadzone Creator in Frequency Locked Loop (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sogo, A. Toya, and T. Kikkawa
  • 学会等名: International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20120925-27
• [学会発表] 102.4 GS/s Impulse Sampling Circuit with Low Power and Low Timing Error Clock Generation (2012)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Toya, Kenta Sogo, Nobuo Sasaki and Takamaro Kikkawa
  • 学会等名: International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20120925-27
• [学会発表] Influence of Breast Organisms and UWB Antenna Array Configuration on the Resolution of Breast Cancer Detection (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sugitani, S. Kubota, A. Toya, X.Xiao and T. Kikkawa
  • 学会等名: Proc. of 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20120925-27
• [学会発表] A Ring-VCO-Based Sub-Sampling PLL CMOS Circuit with - 119.1 dBc/Hz Phase Noise and 0.73 ps Jitter (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sogo, A. Toya, and T. Kikkawa
  • 学会等名: the 38th European Solid-State Circuits Conference
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 20120917-21
• [学会発表] Compact Planar UWB Antenna Array for Breast Cancer Detection (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sugitani, S. Kubota, A. Toya and T. Kikkawa
  • 学会等名: Proc. of 2012 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC/URSI National Radio Science Meeting
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 20120708-14
• [学会発表] R-UWB-CMOS Circuits for Breast Cancer Detection (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kikkawa, A. Toya, S. Kubota, M. Hafiz, A. Azhari and N. Sasaki
  • 学会等名: Proceedings of 6th European Conference on Antennas and Propagation
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 20120326-30
• [学会発表] Pulsed-Field Wireless Interconnects in Digital Integrated Circuits - A Time-Domain Signal Transfer and Electromagnetic Emission Analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Ioan E. Lager , Adrianus T. De Hoop and T. Kikkawa
  • 学会等名: Proceedings of 6th European Conference on Antennas and Propagation
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 20120326-30
• [学会発表] 5 Gbps BPSK CMOS Transmitter with On-Chip Antenna Using Gaussian Monocycle Pulses (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kubota, N. Sasaki, M. Hafiz, A. Toya and T. Kikkawa
  • 学会等名: Proc. of 2011 IEEE Custom Integrated Circuits Conference
  • 発表場所: San Jose, California, USA
  • 年月日: 20110918-21
• [学会発表] A Novel 10 Gb/s Silicon On-chip UWB Twiggy Antenna for Intra-Package Communication (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kubota, K. Kimoto, N. Sasaki, A. Toya and T. Kikkawa
  • 学会等名: Proc. of 2011 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC/URSI National Radio Science Meeting
  • 発表場所: Spokane, Washington, USA
  • 年月日: 20110703-08
• [学会発表] A simple non-coherent solution to the UWB-IR communication (2011)
  • 著者名/発表者名: Mohiuddin Hafiz, Nobuo Sasaki, Kentaro Kimoto, Takamaro Kikkawa
  • 学会等名: ASPDAC , 11 Proceedings of the 16th Asia and South Pacific Design Automation Conference
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20110125-28
• [学会発表] Wireless Inter-chip Interconnects (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kikkawa
  • 学会等名: International Conference of Electron Devices and Solid-State Circuits
  • 発表場所: Qiyuan Hotel Tianjin, China
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] Experimental Confocal Imaging for Breast Cancer Detection Using Bow-tie Antenna Array (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Kubota, X. Xiao, N. Sasaki, A. Toya, T. Kozaki, M. Hanada, T. Kikkawa
  • 学会等名: Proc. of 2010 International Symposium on Antennas and Propagation
  • 発表場所: Macao, China
  • 年月日: 20101123-26
• [学会発表] Wireless inter-chip interconnects using IR-UWB-CMOS (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kikkawa
  • 学会等名: 1.10th IEEE International Conference on Solid-State and Integrated Circuit Technology (ICSICT)
  • 発表場所: Shanghai,China
  • 年月日: 20101101-04
• [学会発表] Wireless inter-chip interconnects using IR-UWB-CMOS (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kikkawa
  • 学会等名: 10th IEEE International Conference on Solid-State and Integrated Circuit Technology (ICSICT)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 20101101-04
• [学会発表] A 5.4-9.2 GHz 19.5 dB CMOS UWB Receiver Frontend Low Noise Amplifier for Confocal Imaging System (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Azhari, S. Kubota, A. Toya, N. Sasaki, T. Kikkawa
  • 学会等名: Ext. Abst. of the 2010 Int. Conf. on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20100922-24
• [学会発表] Confocal Imaging System Using 28.3 GSample/s UWB Sampling Circuit (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Toya, N. Sasaki, S. Kubota, T. Kikkawa
  • 学会等名: Ext. Abst. of the 2010 Int. Conf. on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20100922-24
• [学会発表] A 1Gb/s Differential Input Threshold Detection Based BPSK Receiver For IR-UWB Communication Using 180 nm CMOS Technology (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Hafiz, N. Sasaki, T. Kikkawa
  • 学会等名: Ext. Abst. of the 2010 Int. Conf. on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20100922-24
• [学会発表] Bit Error Rate Measurement of IR-UWB CMOS Transmitter and Receiver (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Sasaki and T. Kikkawa
  • 学会等名: 2009 Asia-Pacific Microwave Conference
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20091207-10
• [学会発表] High Gain and High Directivity UWB Bow-tie Antenna with High Impedance Metamaterial Surface (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Kubota, N. Sasaki, Y. Kayaba, W. Moriyama, T. Kozaki and T. Kikkawa
  • 学会等名: Ext. Abst. of the 2009 Int. Conf. on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 20091007-09
• [学会発表] Transmission Characteristics of Silicon On-chip Integrated Antennas as Millimeter-Wave Wireless Interconnects (2009)
  • 著者名/発表者名: W. Moriyama, K. Kimoto, S. Kubota, N. Sasaki and T. Kikkawa
  • 学会等名: Ext. Abst. of the 2009 Int. Conf. on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 20091007-09
• [学会発表] A Novel CMOS 800 Mb/s BPSK Detector for IR-UWB Communication (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Hafiz, N. Sasaki, and T. Kikkawa
  • 学会等名: Ext. Abst. of the 2009 Int. Conf. on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 20091007-09
• [学会発表] A 3.5-4.5 GHz CMOS UWB Receiver Frontend LNA with On-chip Integrated Antenna for Inter-chip Communication (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Azhari, K. Kimoto, N. Sasaki and T. Kikkawa
  • 学会等名: Ext. Abst. of the 2009 Int. Conf. on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 20091007-09
• [学会発表] 31.25 ps Differential Equivalent Time Sampling Circuit Using 65 nm CMOS Technology (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Toya, N. Sasaki, S. Kubota and T. Kikkawa
  • 学会等名: Ext. Abst. of the 2009 Int. Conf. on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 20091007-09
• [学会発表] Quasi Yagi-Uda Antenna Array for Detecting Targets in a Dielectric Substrate (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Kouzaki, K. Kimoto, S. Kubota, A. Toya, N. Sasaki and T. Kikkawa
  • 学会等名: Proc. of 2009 IEEE International Conference on Ultra-Wideband
  • 発表場所: Vancouver, BC, Canada
  • 年月日: 20090909-11
• [学会発表] Characteristics of UWB Bow-tie Antenna integrated with Balun for Breast Cancer Detection (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Kubota, Xia Xiao, N. Sasaki, K. Kimoto and T. Kikkawa
  • 学会等名: Proc. of 2009 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC/URSI National Radio Science Meeting
  • 発表場所: Charleston, SC, USA
  • 年月日: 20090601-05
• [図書] Pulsed Electromagnetic Fields: Their potentialities, computation and evaluation (2013)
  • 著者名/発表者名: I. E. Lager, A. T. de Hoop and T. Kikkawa
  • 総ページ数: 127-141
  • 出版者: IOS Press
• [図書] Advanced interconnects for ULSI technology (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kikkawa
  • 出版者: Ltd
• [産業財産権] アンテナアレイ装置及び異常組織検出装置 (2012)
  • 発明者名: 吉川公麿他
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権番号: 特願 2012-288148
  • 出願年月日: 2012-12-28
• [産業財産権] 半導体スイッチ回路及び異常組織検出装置 (2012)
  • 発明者名: 吉川公麿他
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権番号: 特願 2012-178289
  • 出願年月日: 2012-08-10
• [産業財産権] 位相同期ループ回路及びデッドゾーン生成回路 (2012)
  • 発明者名: 吉川公麿他
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権番号: 特願 2012-170091
  • 出願年月日: 2012-07-31
• [産業財産権] チップ間通信システム及び半導体装置 (2011)
  • 発明者名: 吉川公麿他
  • 権利者名: 広島大学
  • 産業財産権番号: 特願 2011-059883
  • 出願年月日: 2011-03-17