JP2007061359A - マイクロ波を用いたマンモグラフィの方法、およびマンモグラフィ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、***T内部の組織構造をマイクロ波を用いて三次元可視化するマンモグラフィ装置であって、***Tにマイクロ波パルスを照射する照射手段1,2と、前記***Tからの散乱波を受信する受信手段1,2と、前記散乱波の時間領域データに基づいて、前記***T内の電気定数分布を映像化する映像化手段3とを備えたことを特徴としている。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の第一実施形態にかかるマンモグラフィ装置の概略図を示したものである。この図1に示すように本実施形態にかかるマンモグラフィ装置は、***Tに対してマイクロ波パルスを照射すると共に、***Tからの散乱波を受信するアレイ・アンテナ計測部1、このアレイ・アンテナ計測部1に対しパルス波の送受信を行うパルス波送受信部2、およびパルス波送受信部2の制御、受信された信号の波形解析、得られた信号等に基づいて画像を表示する画像表示部として機能する、パーソナルコンピュータ(以下「PC」という。)3等を用いて構成されている。
また、計測時間を短縮することができる。
さらに、多くのデータを得ることが可能となるため、アルゴリズムがより安定化され、より明確な三次元画像を得ることができることとなる。したがって、様々な方向から腫瘍の位置、形状、大きさを容易に読み取ることができる。また、このように電気定数分布の明確な三次元画像を得ることができるため、組織の特定(正常組織か腫瘍かの特定)が専門家でなくとも容易に行うことが可能となる。さらに、明確な三次元画像を得られるため、偽陽性(誤診)による心理的・身体的不利益や、偽陰性による悪性腫瘍の見逃し等を避けることができる。
また、タイム・ゲートを適用することにより、計測装置(マンモグラフィ装置)の外部からのクラッターの除去が可能である。
次に、本発明の第二実施形態にかかるマンモグラフィ装置について説明する。この第二実施形態にかかるマンモグラフィ装置の基本構成(図1に示した構成、および図2にて説明した計測方法等)は、先に説明した第一実施形態にかかるマンモグラフィ装置と同様であるため、ここでは、その具体的構成については割愛し、必要に応じ、図1等を参照しながら説明を行う。
次に、本発明の第三実施形態にかかるマンモグラフィ装置について説明する。この第三実施形態にかかるマンモグラフィ装置の基本構成(図1に示した構成、および図2にて説明した計測方法等)は、先に説明した第一実施形態にかかるマンモグラフィ装置と同様であるため、ここでは、その具体的構成については割愛し、必要に応じ、図1等を参照しながら説明を行う。
次に、本発明の第四実施形態にかかるマンモグラフィ装置について説明する。この第四実施形態にかかるマンモグラフィ装置の基本構成(図1に示した構成、および図2にて説明した計測方法等)は、先に説明した第三実施形態にかかるマンモグラフィ装置と同様であるため、ここでは、その具体的構成については割愛し、必要に応じ、図1等を参照しながら説明を行う。
2…パルス波送受信部
3…PC(パーソナルコンピュータ)
11、11A1、11A2、11B、11C1、11C2…アンテナ設置部
12、12a〜12h、12E…アンテナ素子
13…接続線
15…整合液容器
16…整合液
17…第一誘電体層
18…第二誘電体層
19…金属層
Claims (10)
- ***内部の組織構造をマイクロ波を用いて三次元可視化するマンモグラフィの方法であって、
***にマイクロ波パルスを照射する照射工程と、
前記***からの散乱波の時間領域データを計測する計測工程と、
前記散乱波の時間領域データに基づいて、前記***内の電気定数分布を映像化する映像化工程と
を備えたことを特徴とするマンモグラフィの方法。 - 前記映像化工程において、
推定したい電気定数分布に適当な初期推定値を与える初期推定値ステップと、
前記初期推定値を有する物体に対して数値計算により計算された受信データを得る順伝播計算ステップと、
前記計測工程にて得られた計測された受信データと、前記順伝播計算ステップにて得られた前記計算された受信データとを用いて汎関数の値を計算する汎関数計算ステップと、
前記計測された受信データと前記計算された受信データとの差を用いて随伴電磁界を計算する逆伝播計算ステップと、
前記随伴電磁界から汎関数の勾配を計算する勾配計算ステップと、
前記勾配を用いて前記電気定数分布の推定値を更新する推定値更新ステップと、
前記汎関数に関する収束判定および前記推定値の更新回数に関する反復回数判定の結果が予め与えられた条件を満たす場合には、電気定数分布の画像化を行うべく処理を進め、前記結果が予め与えられた条件を満たさない場合には、前記逆伝播計算ステップ、前記勾配計算ステップ、前記推定値更新ステップ、前記順伝播計算ステップ、および前記汎関数計算ステップを繰り返し行うべく処理を進めるように、判定処理を行う判定ステップとを有する
請求項1に記載のマンモグラフィの方法。 - 前記映像化工程において、
推定したい電気定数分布に適当な初期推定値を与える初期推定値ステップと、
前記初期推定値を有する物体に対して数値計算により計算された受信データを得る順伝播計算ステップと、
前記計測工程にて得られた計測された受信データと、前記順伝播計算ステップにて得られた前記計算された受信データと、電気定数の推定分布とを用いて、正則化項を組み込んだ汎関数の値を計算する汎関数計算ステップと、
前記計測された受信データと前記計算された受信データとの差を用いて随伴電磁界を計算する逆伝播計算ステップと、
前記随伴電磁界から汎関数の勾配を計算する勾配計算ステップと、
前記勾配を用いて前記電気定数分布の推定値を更新する推定値更新ステップと、
前記汎関数に関する収束判定および前記推定値の更新回数に関する反復回数判定の結果が予め与えられた条件を満たす場合には、電気定数分布の画像化を行うべく処理を進め、前記結果が予め与えられた条件を満たさない場合には、前記逆伝播計算ステップ、前記勾配計算ステップ、前記推定値更新ステップ、前記順伝播計算ステップ、および前記汎関数計算ステップを繰り返し行うべく処理を進めるように、判定処理を行う判定ステップとを有する
請求項1に記載のマンモグラフィの方法。 - 前記映像化工程において、
推定したい電気定数分布に適当な初期推定値を与える初期推定値ステップと、
フィルタの設定を行うフィルタ設定ステップと、
前記計測工程にて得られた計測された受信データをフィルタに通す第一フィルタリングステップと、
前記初期推定値を有する物体に対して数値計算により計算された受信データを得る順伝播計算ステップと、
前記順伝播計算ステップにて得られた前記計算された受信データをフィルタに通す第二フィルタリングステップと、
前記第一フィルタリングステップにて得られたフィルタリング後の計測された受信データと、前記第二フィルタリングステップにて得られたフィルタリング後の計算された受信データとを用いて汎関数の値を計算する汎関数計算ステップと、
前記フィルタリング後の計測された受信データと、前記フィルタリング後の計算された受信データとの差を用いて、随伴電磁界を計算する逆伝播計算ステップと、
前記随伴電磁界から汎関数の勾配を計算する勾配計算ステップと、
前記勾配を用いて前記電気定数分布の推定値を更新する推定値更新ステップと、
前記汎関数に関する収束判定および前記推定値の更新回数に関する反復回数判定の結果が予め与えられた条件を満たす場合には、フィルタ段数の判定ステップに進み、前記結果が予め与えられた条件を満たさない場合には、前記逆伝播計算ステップ、前記勾配計算ステップ、前記推定値更新ステップ、前記順伝播計算ステップ、前記第二フィルタリングステップ、および前記汎関数計算ステップを繰り返し行うべく処理を進めるように、判定処理を行う判定ステップと、
前記判定ステップの後、前記フィルタの段数が予め与えられた条件を満たす場合には、電気定数分布の画像化を行うべく処理を進め、前記条件を満たさない場合には、フィルタの更新ステップ、前記第一フィルタリングステップ、前記順伝播計算ステップ、前記第二フィルタリングステップ、前記汎関数計算ステップ、前記判定ステップ、前記逆伝播計算ステップ、前記勾配計算ステップ、および推定値更新ステップを繰り返し行うべく処理を進めるように、判定処理を行うフィルタ段数判定ステップとを有する
請求項1に記載のマンモグラフィの方法。 - 前記映像化工程において、
推定したい電気定数分布に適当な初期推定値を与える初期推定値ステップと、
マルチグリッドの設定を行うマルチグリッド設定ステップと、
前記計測工程にて得られた計測された受信データをフィルタに通す第三フィルタリングステップと、
前記照射工程にて照射されたマイクロ波パルスをフィルタに通す第四フィルタリングステップと、
前記第四フィルタリングステップにて得られたフィルタリング後のマイクロ波パルスを入射波として前記初期推定値を有する物体に対して照射し、数値計算により計算された受信データを得る順伝播計算ステップと、
前記順伝播計算ステップにて得られた前記計算された受信データと、前記第三フィルタリングステップにて得られたフィルタリング後の計測された受信データとを用いて汎関数の値を計算する汎関数計算ステップと、
前記フィルタリング後の計測された受信データと、前記計算された受信データとの差を用いて、随伴電磁界を計算する逆伝播計算ステップと、
前記随伴電磁界から汎関数の勾配を計算する勾配計算ステップと、
前記勾配を用いて前記電気定数分布の推定値を更新する推定値更新ステップと、
前記汎関数に関する収束判定および前記推定値の更新回数に関する反復回数判定の結果が予め与えられた条件を満たす場合には、マルチグリッド段数判定ステップに進み、前記結果が予め与えられた条件を満たさない場合には、前記逆伝播計算ステップ、前記勾配計算ステップ、前記推定値更新ステップ、前記順伝播計算ステップ、および前記汎関数計算ステップを繰り返し行うべく処理を進めるように、判定処理を行う判定ステップと、
前記判定ステップの後、前記マルチグリッドの段数が予め与えられた条件を満たす場合には、電気定数分布の画像化を行うべく処理を進め、前記条件を満たさない場合には、グリッド間隔の延長補間処理ステップ、グリッドの更新ステップ、前記第三フィルタリングステップ、前記第四フィルタリングステップ、順伝播計算ステップ、前記汎関数計算ステップ、前記判定ステップ、前記逆伝播計算ステップ、前記勾配計算ステップ、および推定値更新ステップを繰り返し行うべく処理を進めるように、判定処理を行うマルチグリッド段数判定ステップとを有する
請求項1に記載のマンモグラフィの方法。 - ***内部の組織構造をマイクロ波を用いて三次元可視化するマンモグラフィ装置であって、
***にマイクロ波パルスを照射する照射手段と、
前記***からの散乱波を受信する受信手段と、
前記散乱波の時間領域データに基づいて、前記***内の電気定数分布を映像化する映像化手段と
を備えたことを特徴とするマンモグラフィ装置。 - 前記映像化手段がパーソナルコンピュータを用いて構成されており、
前記パーソナルコンピュータを、
推定したい電気定数分布に適当な初期推定値を与える初期推定値計算手段、
前記初期推定値を有する物体に対して数値計算により計算された受信データを得る順伝播計算手段、
前記受信手段にて得られた計測された受信データと、前記計算された受信データとを用いて汎関数の値を計算する汎関数計算手段、
前記計測された受信データと前記計算された受信データとの差を用いて随伴電磁界を計算する逆伝播計算手段、
前記随伴電磁界から汎関数の勾配を計算する勾配計算手段、
前記勾配を用いて前記電気定数分布の推定値を更新する推定値更新手段、
および前記汎関数に関する収束判定および前記推定値の更新回数に関する反復回数判定の結果が予め与えられた条件を満たす場合には、電気定数分布の画像化を行うべく処理を進め、前記結果が予め与えられた条件を満たさない場合には、前記逆伝播計算、前記勾配計算、前記推定値更新、前記順伝播計算、および前記汎関数計算を繰り返し行うべく処理を進めるように、判定処理を行う判定手段として機能させる
請求項6に記載のマンモグラフィ装置。 - 前記映像化手段がパーソナルコンピュータを用いて構成されており、
前記パーソナルコンピュータを、
推定したい電気定数分布に適当な初期推定値を与える初期推定値計算手段、
前記初期推定値を有する物体に対して数値計算により計算された受信データを得る順伝播計算手段、
前記受信手段にて得られた計測された受信データと、前記計算された受信データと、電気定数の推定分布とを用いて、正則化項を組み込んだ汎関数の値を計算する汎関数計算手段、
前記計測された受信データと前記計算された受信データとの差を用いて随伴電磁界を計算する逆伝播計算手段、
前記随伴電磁界から汎関数の勾配を計算する勾配計算手段、
前記勾配を用いて前記電気定数分布の推定値を更新する推定値更新手段、
および前記汎関数に関する収束判定および前記推定値の更新回数に関する反復回数判定の結果が予め与えられた条件を満たす場合には、電気定数分布の画像化を行うべく処理を進め、前記結果が予め与えられた条件を満たさない場合には、前記逆伝播計算、前記勾配計算、前記推定値更新、前記順伝播計算、および前記汎関数計算を繰り返し行うべく処理を進めるように、判定処理を行う判定手段として機能させる
請求項6に記載のマンモグラフィ装置。 - 前記映像化手段がパーソナルコンピュータを用いて構成されており、
前記パーソナルコンピュータを、
推定したい電気定数分布に適当な初期推定値を与える初期推定値計算手段、
フィルタの設定を行うフィルタ設定手段、
前記受信手段にて得られた計測された受信データをフィルタに通す第一フィルタリング手段、
前記初期推定値を有する物体に対して数値計算により計算された受信データを得る順伝播計算手段、
前記計算された受信データをフィルタに通す第二フィルタリング手段、
前記フィルタリング後の計測された受信データと、前記フィルタリング後の計算された受信データとを用いて汎関数の値を計算する汎関数計算手段、
前記フィルタリング後の計測された受信データと、前記フィルタリング後の計算された受信データとの差を用いて、随伴電磁界を計算する逆伝播計算手段、
前記随伴電磁界から汎関数の勾配を計算する勾配計算手段、
前記勾配を用いて前記電気定数分布の推定値を更新する推定値更新手段、
前記汎関数に関する収束判定および前記推定値の更新回数に関する反復回数判定の結果が予め与えられた条件を満たす場合には、フィルタ段数の判定に進み、前記結果が予め与えられた条件を満たさない場合には、前記逆伝播計算、前記勾配計算、前記推定値更新、前記順伝播計算、前記第二フィルタリング、および前記汎関数計算を繰り返し行うべく処理を進めるように、判定処理を行う判定手段、
および前記判定処理の後、前記フィルタの段数が予め与えられた条件を満たす場合には、電気定数分布の画像化を行うべく処理を進め、前記条件を満たさない場合には、フィルタの更新処理、前記第一フィルタリング、前記順伝播計算、前記第二フィルタリング、前記汎関数計算、前記判定処理、前記逆伝播計算、前記勾配計算、および推定値更新を繰り返し行うべく処理を進めるように、判定処理を行うフィルタ段数判定手段として機能させる
請求項6に記載のマンモグラフィ装置。 - 前記映像化手段がパーソナルコンピュータを用いて構成されており、
前記パーソナルコンピュータを、
推定したい電気定数分布に適当な初期推定値を与える初期推定値計算手段、
マルチグリッドの設定を行うマルチグリッド設定手段と、
前記受信手段にて得られた計測された受信データをフィルタに通す第三フィルタリング手段、
前記照射手段にて照射されたマイクロ波パルスをフィルタに通す第四フィルタリング手段、
前記フィルタリング後のマイクロ波パルスを入射波として前記初期推定値を有する物体に対して照射し、数値計算により計算された受信データを得る順伝播計算手段、
前記計算された受信データと、前記フィルタリング後の計測された受信データとを用いて汎関数の値を計算する汎関数計算手段、
前記フィルタリング後の計測された受信データと、前記計算された受信データとの差を用いて、随伴電磁界を計算する逆伝播計算手段、
前記随伴電磁界から汎関数の勾配を計算する勾配計算手段、
前記勾配を用いて前記電気定数分布の推定値を更新する推定値更新手段、
前記汎関数に関する収束判定および前記推定値の更新回数に関する反復回数判定の結果が予め与えられた条件を満たす場合には、マルチグリッド段数の判定に進み、前記結果が予め与えられた条件を満たさない場合には、前記逆伝播計算、前記勾配計算、前記推定値更新、前記順伝播計算、および前記汎関数計算を繰り返し行うべく処理を進めるように、判定処理を行う判定手段と、
および前記判定処理の後、前記マルチグリッドの段数が予め与えられた条件を満たす場合には、電気定数分布の画像化を行うべく処理を進め、前記条件を満たさない場合には、グリッド間隔の延長補間処理、グリッドの更新、前記第三フィルタリング、前記第四フィルタリング、前記順伝播計算、前記汎関数計算、前記判定処理、前記逆伝播計算、前記勾配計算、および推定値更新を繰り返し行うべく処理を進めるように、判定処理を行うマルチグリッド段数判定手段として機能させる
請求項6に記載のマンモグラフィ装置。
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