FBTS法を用いた腫瘍検出のための新しい広帯域マイクロ波乳房イメージングシステムの設計と開発

采用 FBTS 方法设计和开发用于肿瘤检测的新型宽带微波乳腺成像系统

• 批准号: 05F05901
• 负责人: 竹中 隆
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Nagasaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05F05901/
• 关键词: 乳がん; 可視化; マイクロ波

マイクロ波パルスを乳房に照射し,その散乱界を計測して乳房内部の誘電率分布および導電率分布を映像化することにより乳房内の腫瘍を検出する乳房イメージングシステムの開発が目的である.平成18年度は平成17年度に開発した乳房イメージングシステムのアレイアンテナ中の送受信アンテナの切替およびネットワークアナライザ,スイッチ回路及びアレイアンテナ駆動部の制御をLabviewを用いて自動化し,自動計測が行えるようにした。このシステムをもちいて平成17年度と同じ3層円柱乳房モデルを用いた実験を行い、その誘電率分布の再構成を行い,直径1cm程度の乳がんの検出可能性を実験的に確認した。また,腫瘍のない乳房のMRI画像データから2次元マイクロ波用乳房数値ファントムを作製した.0.39mm×0.39mmの解像度のMRI画像の濃淡ヒストグラムから明確な脂肪,乳腺組織および遷移領域に分割し,マイクロ波領域の電気定数(誘電率,導電率)に対する一次のデバイモデルを用いて区分的線形写像により誘電率および導電率を各ピクセルに割り当てた.主要な周波数2GHzに対する電気定数が割り当てられたその画像をマイクロ波パルスの数値シミュレーション用に解像度1mm×1mmの画像に変換し,厚さ2mmの皮膚を付け加えた.さらに直径5mmの腫瘍を乳腺領域に加えた.このマイクロ波用乳房数値ファントムを用いてFBTS法の有効性を数値的に検討した.いくつかの事前情報(例えば,乳房の外形が既知であるとか皮膚の大まかな誘電率が既知であるなど)を用いると,乳房内の脂肪および乳腺組織の領域の分離が明瞭に映像化され,直径5mmの腫瘍の位置と大きさを精度良く推定できることが示された.

The breast is irradiated with radiation and the scattered field is measured. The distribution of electric conductivity and electric conductivity inside the breast is mapped. The breast tissue is developed for the purpose of detecting tumors inside the breast. In 2018, the company started to use Labview to automatically measure and control the transmission and reception of information in the transmission and reception of information. In 17 years, the same three-layer cylindrical breast was used to reconstruct the inductance distribution, and the detection possibility of the breast with a diameter of about 1 cm was confirmed. MRI image of breast with tumor resolution: 0.39mm × 0.39mm MRI image with breast number: 2D MRI image with breast wave resolution: 0.39mm ×0.39mm MRI image with breast density: 0.39mm Conductivity: The first time the electric conductivity is measured, the linear image is divided into two parts. The main frequency is 2 GHz. The frequency of the current is different from that of the image. The resolution of the current is 1mm×1mm, and the thickness of the skin is 2 mm. The diameter of the breast is 5 mm. The number of breasts used in this method is very high. Before the use of information (e.g., breast shape is known, skin area is known), breast fat area is separated, breast tissue area is mapped, and the position of a tumor with a diameter of 5mm is estimated accurately.

项目成果

Reconstruction of 3-D dielectric objects from experimental data in the time domain

根据时域实验数据重建 3D 介电物体

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proc. Progress In Electromagnetic Research Symposium
• 作者: T.Takenaka;T.Tanaka;H.Zhou
• 通讯作者: H.Zhou

Preliminary Assessmet of Electromagnetic Absorption in the Breast for Cylindrical Microwave Breast Cancer Detection Systems

圆柱形微波乳腺癌检测系统乳房电磁吸收的初步评估

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proc.Progress In Electromagnetic Research Symposium, Tokyo
• 作者: J.E.Johnson;T.Takenaka
• 通讯作者: T.Takenaka

Two-dimensional time-domain inverse scattering for quantitative analysis of breast composition

• DOI: 10.1109/tbme.2007.899364
• 发表时间: 2008-08-01
• 期刊: IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING
• 影响因子: 4.6
• 作者: Johnson, Jessi E.;Takenaka, Takashi;Tanaka, Toshiyuki
• 通讯作者: Tanaka, Toshiyuki