CN114390908B 散射断层成像装置以及散射断层成像方法 （积分几何科学公司）

2022.03.09PCT/JP2020/0288862020.07.28WO2021/053971JA2021.03.25Detection.InternationalJournaChangesthroughBreastMonitorTime-DomainMicrowaveRadar.2015EUROPEANCONFERENCEONANTENNA散射断层成像装置(100)具备：发送天线元信息处理电路(103)，获得多天中的多个测定结路(103)针对多个测定结果的每一个算出散射场2接收天线元件，在所述物体的外部接收从所述发送天线元件向信息处理电路，通过在多天中的每一天获得所述散射波的述散射场函数被输入所述电波的发送位置以及所述散射波的接收位置且输出表示所述接针对所述多个测定结果的每一个，算出影像化函数，在所述针对所述多个测定结果的每一个，通过根据所述影像化函数在生成所述中间图像时，所述扩散系数越大，则在所述中间所述信息处理电路针对bi(r)进行傅里叶变换，针对傅里叶变换后的结果乘以exp(_ν3所述扩散系数被决定为与所述散射波的测定位置的均方误差成所述扩散系数被决定为与所述散射波的测定位置的均方误差在由X坐标、Y坐标以及Z坐标构成的三维空间中，所述发xy1I表示所述发送天线元件以及所述接收天线元件所在的所述发送位置以及所述接收位接收位置的X坐标、zI表示所述发送天线元件以及所述接收天线元件所在的所述发送位置的y12以及t有关的傅里叶变4进行接收的步骤，在所述物体的外部，由接收天线元件接收从所述发进行生成的步骤，通过在多天中的每一天获得所述散射波的测定述散射场函数被输入所述电波的发送位置以及所述散射波的接收位置且输出表示所述接针对所述多个测定结果的每一个，算出影像化函数，在所述针对所述多个测定结果的每一个，通过根据所述影像化函数5[0002]作为与利用电波的散射波来生成示出物体的内部的要素的重建图像的散射断层容易地识别人体的内部中的要素是恶性肿瘤6在所述影像化函数被输入影像化对象位置且输出所述影像化对象位置的图像强度，并且，[0019]图2A是示出相对于月经周期中的天数的小叶的细胞增殖(有丝分裂)的度数的曲[0022]图4是示出实施方式中的阵列天线在曲面上进行扫描并测定散射数据的例子的概7[0052]图12A是示出从例4中的癌症患者的测定数据与2月26日的健康人的测定数据的合[0053]图12B是示出从例4中的癌症患者的测定数据与2月5日的健康人的测定数据的合[0054]图12C是示出从例4中的癌症患者的测定数据与2月12日的健康人的测定数据的合[0055]图12D是示出从例4中的癌症患者的测定数据与2月19日的健康人的测定数据的合在所述影像化函数被输入影像化对象位置且输出所述影像化对象位置的图像强度，并且，8[0064]据此，散射断层成像装置能够通过与影像化函数的输出对应的中间图像的逻辑从而算出eνΔbi(r)，exp(_ν(kx2+ky2))的kx以及k9[0078]据此，散射断层成像装置能够以比0大的扩散系数来恰当地使图像强度扩散。因[0085]I表示所述发送天线元件以及所述接收天线元件所在的所述发送位置以及所述接所述接收位置的X坐标、zI表示所述发送天线元件以及所述接收天线元件所在的所述发送标分别与接收天线元件的位置的X坐标以及Z坐标相同而被决定的上述的散射场函数以及上述的专利文献2或专利文献3等中记载的散[0109]图2A以及图2B基于‘D.J.P.FERGUSONANDT.J.ANDERSON“MORPHOLOGICALEVALUATIONOFCELLTURNOVERINRELATIONTOTHEMENSTRUALCYCLEINTHE[0115]以微波乳房摄影而被影像化的要素可以考虑到是该无规则的发生并消失的小叶[0116]时序概率论的方法是远远超过上述的利用月经周期中的特定的时期的方法的强[0121]图4是示出阵列天线在曲面上进行扫描并测定散射数据的例子的概念图。阵列天线401是在曲面上进行扫描的多站(multistatic)阵列天线，包括发送天线元件T以及接收天线元件R。在与曲面上进行扫描的多站(multistatic)阵列天线对应的散射场理论(也称[0123]阵列天线401被配置在与X坐标相同的直线上。在高斯曲率为0的曲面上的两个正y1[0128]式(3_1)的散射场函数可以解释为，是具有同一x坐标以及z坐标的任意的发送位2y与测定时的图像强度的变化对应，与图像强度的固定部分和全体部分的差(变化部分)对是从微波乳房摄影中的第i次的测定结果得到的图[0188]关于在式(4_1)的概率偏微分方程的奇点t＝ti以外的解即式(4_8)的解，利用下y以及kz分别表示与x、y以及z有关的波xy[0197]式(4_10)的微分方程式能够容易地求出解，得到下式(4_11)所示的解。在此，cxy[0227]并且，时序测定中的各测定之间的假定的时间间隔被决定为δt＝1(即ti_ti_1=了测定时的测定区域的误差的时序测定图像。即下式(6_2)表示考虑测定时的测定区域的误差而使各位置的图像强度在其周边进行了扩散的b2vΔb3vΔbNb2vΔb3[0241]通过算出时序测定图像中的各位置的图像强度的最小值，从而在肿瘤概率图像[0245]例4是在有癌的情况下的模拟的例子。根据癌症患者以及健康人这两个人的临床[0248]图8B是示出针对乳房的内部从对象的下侧向上侧来看时的半透明透视图像的显[0249]图8C是示出针对乳房内部从对象的前方来看时的半透明透视图像的显示例的[0255]图9D是示出从例1中的2月1日的测定数据得到的重建图像的显示例的图。该图像2月1日与月经周期的开始日对应。6月1日与月经周期的开始日对应。[0261]图10D是示出从例2中的6月12日的测定数据得到的重建图像的显示例的图。该图[0262]图10E是示出从例2中的6月15日的测定数据得到的重建图像的显示例的图。该图[0263]图10F是示出从例2中的6月19日的测定数据得到的重建图像的显示例的图。该图[0264]图10G是示出从例2中的6月22日的测定数据得到的重建图像的显示例的图。该图[0265]图10H是示出从例2中的6月26日的测定数据得到的重建图像的显示例的图。该图[0270]图11C是示出从例3中的11月6日的测定数据得到的重建图像的显示例的图。该图[0274]图11G是示出从例3中的12月4日的测定数据得到的重建图像的显示例的图。该图[0278]图12A是示出从例4中的癌症患者的测定数据和2月26日的健康人的测定数据的合[0280]图12B是示出从例4中的癌症患者的测定数据和2月5日的健康人的测定数据的合[0281]图12C是示出从例4中的癌症患者的测定数据和2月12日的健康人的测定数据的合[0282]图12D是示出从例4中的癌症患者的测定数据和2月19日的健康人的测定数据的合13所示的散射断层成像装置100的发送天线元件101、接收天线元件102以及信息处理电路处理电路103根据多天中由发送天线元件101以及接收天线元件102得到的多个测定结果，[0296]信息处理电路103在根据多个测定结果来生成重建图像时，首先针对多个测定结对任意决定的发送位置以及接收位置来示出接收位置中的散射波函数，并且是根据通过将发送位置以及接收位置作为影像化对象位置输入到散射场函数，[0298]于是，信息处理电路103通过根据针对多个测定结果的每一个而算出的影像化函信息处理电路103可以将生成的重建图像输出到显示[0299]据此，散射断层成像装置100能够根据将散射波的测定结果用作边界条件来算出100从利用多天中的多个测定结果而得到的多个中间图像，来生成示出物体的内部的持续N[0302]据此，散射断层成像装置100能够通过与影像化函数的输出对应的中间图像的逻成像装置100能够通过扩散系数，来抑制持续的要素因在散射波的测定中的位置偏离而从x2+ky2))的kx以及ky[0309]并且，例如扩散系数可以被决定为与散射波的测定位置的均方误差成比例的)可以由[0323]在此，I表示发送天线元件101以及接收天线元件102所在的发送位置以及接收位I表示发送天线元件101以及接收天线元件102所在的发送位置以及接收I表示发送天线元件101以及接收天线元件102所在的发送位置以及接的y12以及t有关的傅里[0332]据此，散射断层成像装置100能够根据上述的散射场函数以及上述的影像化函数[0336]图13所示的散射断层成像装置100的发送天线元件101以及接收天线元件102可以[0337]在散射断层成像装置100中所利用的微波的信号是具有DC～20GHz的频率分量的[0338]另一种信号(RF信号：RadioFrequencySignal)被送到多站(multistatic)阵列[0339]并且，被延迟的信号(LO信号)按每PN码的值发生变化的时间的1/2n倍(n为比2大的整数)的时间而被延迟。被检波的信号作为IF信号(IntermediateFrequencySignal)，[0340]这一系列工作的定时以与来自测距仪1001的信号(距离信号或自由振荡信号)同[0343]图15所示的构成为一个例子，散射断层成像装置100的构成并非受图15的构成所置的形态并非受实施方式所限。可以对实施方式执行本领域技术人员所能够想到的变形，同的关系的其他的物体以及其他的要素也能够[0353]本发明的一个形态能够有效应用于利用电波的散射波来生成示出物体的内部的