超広帯域インパルス電波による早期乳がん検出技術

keywords.jpg電子デバイス・電子機器・集積回路・電子材料 

吉川 公麿 

TAKAMARO KIKKAWA

division.jpgナノデバイス・バイオ融合科学研究所 ナノデバイス・バイオ融合科学研究所

position.jpg教授

研究概要

研究の背景

乳癌早期診断にはX線マンモグラフィが用いられるが、X 線被曝という課題があり、X 線被曝のない新しい腫瘍検出技術が求められている。また、通信情報量の増大に伴い、電子機器間ワイヤレス通信が求められている。これらに共通する基盤技術として、電波と半導体集積回路の融合技術の開発が必要である。

研究内容

半導体集積回路(CMOS)技術による超広帯域(UWB)インパルス電波発生、送信、受信、画像処理技術の研究、およびアンテナ電波伝搬技術により、半導体マイクロアンテナや手のひらサイズのレーダー用アンテナアレーの研究を行い、携帯型乳がん検出技術の開発や電子機器間ワイヤレス情報通信技術の開発を行う。

成果

世界で初めてシリコンチップに超広帯域(UWB)アンテナを搭載したUWB-CMOS 集積回路を開発した。この技術を応用してUWB インパルス電波を乳房内に照射し、乳房内部で反射した波形を受信・合成できる高い空間分解能を持つUWB アンテナアレーとスイッチングマトリックス、UWB 信号送信/受信装置、サンプリングオシロスコープを実装した超小型携帯型乳ガン検出技術を開発している。

実用化に向けて(想定業界・用途、課題、企業への期待など)

乳がんスクリーニング装置を実用化するために、電気機器、ヘルスケア、医療機器製造業界との共同研究を期待している。

本研究の特徴・優位性

本研究の独創性は、携帯電話の1/1000 の電力密度の微弱なインパルス電波を超広帯域マイクロアンテナアレーとUWB-CMOS回路で送受信し、共焦点画像処理アルゴリズムによって、患者さんの体の表面から乳腺腫瘍の2次元断面分布を非侵襲でイメージングすることである。本研究室が世界で唯一であり半導体集積回路化でも先行している。

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特許:特願2008-241834異常組織検出装置及び異常組織検出方法
論文:T. Kikkawa, P. K. Saha, N. Sasaki, and K. Kimoto, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 43, No. 5, May 2008, pp.1303-1312.
受賞: 平成12年度 応用物理学会論文賞受賞、平成20年度 応用物理学会中四国支部功績賞受賞
応用物理学会フェロー、米国電気電子学会(IEEE)フェロー

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