JP2019141149A - Abnormal tissue detection device - Google Patents

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Abstract

To provide an abnormal tissue detection device capable of increasing a degree of freedom of a combination of a transmission antenna and a reception antenna, and improving abnormal tissue detection accuracy by reducing an impact of noise by wiring.SOLUTION: An abnormal tissue detection device includes a plurality of antenna units AUn having antennas for transmitting or receiving an impulse signal of a microwave, a control unit for controlling the plurality of antenna units AUn, and an antenna unit for fixing the plurality of antenna units AUn. The antenna unit AUn includes a transmission module 60 for transmitting the impulse signal, a reception module 65 for receiving a reflection signal, and a selection switch 70 for switching whether the antenna 63 is connected to the reception module 65 or the transmission module 60, or is opened. The reception module 65 includes a clock circuit 651 for determining a timing of sampling, and a sample circuit 652 for subjecting a received analog signal to sampling and digital conversion.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、異常組織検出装置に関する。   The present invention relates to an abnormal tissue detection apparatus.

マイクロ波のインパルス信号を送信する複数の送信アンテナと、送信アンテナから送出されたインパルス信号を受信する複数の受信アンテナとを備える異常組織検出装置が開発されている。この異常組織検出装置は、1つの送信アンテナから生体にインパルス信号を放射し、生体の一部で反射した無線信号を、他の受信アンテナで受信する。そして、アンテナの組み合わせを変えながら無線信号の送受信が行われ、各組み合わせで得られた複数の無線信号の送受信時間に基づいて、生体内の異常組織が検出される(例えば、特許文献1)。   An abnormal tissue detection apparatus has been developed that includes a plurality of transmission antennas that transmit microwave impulse signals and a plurality of reception antennas that receive impulse signals transmitted from the transmission antennas. This abnormal tissue detection apparatus radiates an impulse signal to a living body from one transmission antenna, and receives a radio signal reflected by a part of the living body with another receiving antenna. Then, wireless signals are transmitted and received while changing the combination of antennas, and abnormal tissues in the living body are detected based on the transmission and reception times of a plurality of wireless signals obtained by each combination (for example, Patent Document 1).

特開2016−182221号公報JP, 2006-182221, A

特許文献1の異常組織検出装置は、インパルス信号を生成する信号生成部、使用する送信アンテナ及び受信アンテナを選択するスイッチ部、異常組織で反射、散乱されたインパルス信号の反射波を受信信号から抽出する信号処理部等を有する1つの制御手段を備える。そして、制御手段から各アンテナに接続された複数の同軸ケーブルを通じて信号が送受信される。   The abnormal tissue detection device of Patent Literature 1 extracts a reflected wave of an impulse signal reflected and scattered by an abnormal tissue from a signal generation unit that generates an impulse signal, a switch unit that selects a transmission antenna and a reception antenna to be used One control means having a signal processing unit or the like is provided. And a signal is transmitted / received through the several coaxial cable connected to each antenna from a control means.

受信信号に含まれる反射波は、一般的に、送信されるインパルス信号に比べて微小な信号であるため、ノイズの影響を受けやすい。特許文献1の異常組織検出装置では、反射波を含むアナログ信号の受信信号は同軸ケーブルを介して、受信アンテナから信号処理部へ送信される。一般的に、受信アンテナと信号処理部とを分散配置した場合、受信アンテナと信号処理部との間に、レベル調整のための高周波増幅器、減衰器等が配置される。このため、高周波増幅器、減衰器及び同軸ケーブルを通過する際に受けるノイズ、周波数帯域劣化等の影響によって、信号処理部での反射波の抽出精度が低下し、異常組織の検出精度が低下する。   The reflected wave included in the received signal is generally a minute signal compared to the impulse signal to be transmitted, and thus is easily affected by noise. In the abnormal tissue detection device disclosed in Patent Document 1, an analog signal including a reflected wave is transmitted from a reception antenna to a signal processing unit via a coaxial cable. In general, when a receiving antenna and a signal processing unit are arranged in a distributed manner, a high-frequency amplifier, an attenuator, and the like for level adjustment are arranged between the receiving antenna and the signal processing unit. For this reason, the extraction accuracy of the reflected wave in the signal processing unit is lowered and the detection accuracy of the abnormal tissue is lowered due to the influence of noise, frequency band deterioration, and the like received when passing through the high-frequency amplifier, the attenuator, and the coaxial cable.

また、特許文献1の異常組織検出装置では、送信アンテナとして選択されるアンテナと、受信アンテナとして選択されるアンテナとが予め分けられている。したがって、送信アンテナと受信アンテナとの組み合わせの自由度は低い。   Moreover, in the abnormal tissue detection apparatus of patent document 1, the antenna selected as a transmission antenna and the antenna selected as a reception antenna are divided beforehand. Therefore, the degree of freedom of the combination of the transmission antenna and the reception antenna is low.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、送信アンテナ及び受信アンテナの組み合わせの自由度を高めるとともに、配線によるノイズの影響を低減し、異常組織の検出精度を向上することができる異常組織検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and improves the degree of freedom of the combination of the transmission antenna and the reception antenna, reduces the influence of noise caused by the wiring, and improves the detection accuracy of abnormal tissue. An object is to provide a tissue detection apparatus.

上記目的を達成するために、本発明に係る異常組織検出装置は、
マイクロ波のインパルス信号を送信又は受信するアンテナを有する複数のアンテナユニットと、
前記複数のアンテナユニットを制御する制御部と、
前記複数のアンテナユニットを固定するアンテナ部と、を備え、
前記アンテナユニットは、
前記インパルス信号を送信する送信モジュールと、
異常組織で反射した前記インパルス信号の反射信号を受信する受信モジュールと、
前記制御部の選択により、前記アンテナを前記受信モジュール又は前記送信モジュールに接続するか、開放するか、を切り替える選択スイッチと、を有し、
前記受信モジュールは、
受信したアナログ信号のサンプリングのタイミングを決めるクロック回路と、
受信したアナログ信号をサンプリングし、デジタル変換するサンプル回路と、を有する。
In order to achieve the above object, an abnormal tissue detection device according to the present invention is
A plurality of antenna units having antennas for transmitting or receiving microwave impulse signals;
A control unit for controlling the plurality of antenna units;
An antenna unit for fixing the plurality of antenna units;
The antenna unit is
A transmission module for transmitting the impulse signal;
A receiving module for receiving a reflected signal of the impulse signal reflected by an abnormal tissue;
A selection switch for switching whether to connect or release the antenna to the reception module or the transmission module according to the selection of the control unit;
The receiving module is
A clock circuit that determines the sampling timing of the received analog signal;
A sample circuit that samples the received analog signal and converts it into a digital signal.

また、前記送信モジュールは、
前記インパルス信号を発生する信号発生器と、
前記信号発生器で発生された前記インパルス信号を、前記アンテナから送信する送信回路と、を備える、
こととしてもよい。
The transmission module includes:
A signal generator for generating the impulse signal;
A transmission circuit for transmitting the impulse signal generated by the signal generator from the antenna;
It is good as well.

また、前記送信モジュール、前記受信モジュール及び前記選択スイッチは、
1つの半導体基板上に形成された集積回路である、
こととしてもよい。
The transmission module, the reception module, and the selection switch are:
An integrated circuit formed on one semiconductor substrate;
It is good as well.

また、前記アンテナは、
前記アンテナユニットが実装されたアンテナ基板に形成されたダイポールアンテナであり、
前記ダイポールアンテナに接続された2本の差動平行配線は、
コプレーナ構造又はマイクロストリップ構造であり、
前記アンテナ基板に実装された集積回路の差動入出力端子に接続されている、
こととしてもよい。
The antenna is
A dipole antenna formed on an antenna substrate on which the antenna unit is mounted;
Two differential parallel wires connected to the dipole antenna are
Coplanar structure or microstrip structure,
Connected to a differential input / output terminal of an integrated circuit mounted on the antenna substrate;
It is good as well.

また、前記アンテナは、
前記アンテナユニットが実装されたアンテナ基板に形成されたモノポールアンテナであり、
前記モノポールアンテナの電流励振電極に接続された信号線は、
コプレーナ構造又はマイクロストリップ構造であり、
前記アンテナ基板に実装された集積回路の入出力端子に接続され、
前記集積回路の接地端子は、
前記信号線を囲む接地線に接続されている、
こととしてもよい。
The antenna is
A monopole antenna formed on an antenna substrate on which the antenna unit is mounted;
The signal line connected to the current excitation electrode of the monopole antenna is
Coplanar structure or microstrip structure,
Connected to an input / output terminal of an integrated circuit mounted on the antenna substrate;
The ground terminal of the integrated circuit is
Connected to a ground wire surrounding the signal line,
It is good as well.

また、前記インパルス信号を送受信する検査領域の中心を回転軸として、前記アンテナ部を回転させる駆動部を備える、
こととしてもよい。
In addition, a drive unit that rotates the antenna unit around the center of the inspection region that transmits and receives the impulse signal as a rotation axis,
It is good as well.

また、前記アンテナ部は、
ドーム形状であり、
前記アンテナが前記インパルス信号を送受信する面と反対側の面を覆う電波吸収体を備える、
こととしてもよい。
The antenna unit is
A dome shape,
The antenna includes a radio wave absorber that covers a surface opposite to a surface that transmits and receives the impulse signal,
It is good as well.

また、前記制御部は、
前記受信モジュールでデジタル変換されたデジタル信号に基づいて、異常組織を検出する信号処理部を備える、
こととしてもよい。
In addition, the control unit
Based on the digital signal digitally converted by the receiving module, a signal processing unit that detects abnormal tissue is provided.
It is good as well.

また、前記信号処理部から異常組織の検出データを外部機器に無線送信する通信部を備える、
こととしてもよい。
In addition, a communication unit for wirelessly transmitting abnormal tissue detection data from the signal processing unit to an external device,
It is good as well.

本発明によれば、アンテナユニットは、送信モジュールと受信モジュールとを備えるので、受信アンテナとしても送信アンテナとしても用いることができる。これにより、送信アンテナと受信アンテナとの組み合わせの自由度を高めることができる。また、受信モジュールは、クロック回路とサンプル回路とを有し、デジタル変換した受信信号を制御部に送信することで、アンテナユニットと制御部との間の信号伝送によるノイズの影響を低減し、異常組織の検出精度を向上させることが可能である。   According to the present invention, since the antenna unit includes the transmission module and the reception module, the antenna unit can be used as both a reception antenna and a transmission antenna. Thereby, the freedom degree of the combination of a transmission antenna and a receiving antenna can be raised. In addition, the receiving module has a clock circuit and a sample circuit, and transmits the digitally converted received signal to the control unit, thereby reducing the influence of noise caused by signal transmission between the antenna unit and the control unit, Tissue detection accuracy can be improved.

(A)は、実施の形態に係る異常組織検出装置の外観を示す斜視図であり、(B)は、実施の形態に係る異常組織検出装置の構成を示す分解斜視図である。(A) is a perspective view which shows the external appearance of the abnormal tissue detection apparatus which concerns on embodiment, (B) is a disassembled perspective view which shows the structure of the abnormal tissue detection apparatus which concerns on embodiment. (A)は、アンテナアレイの構成を示す側面図であり、(B)は、アンテナアレイの構成を示す上面図である。(A) is a side view showing the configuration of the antenna array, and (B) is a top view showing the configuration of the antenna array. アンテナ取付部の断面側面図である。It is a cross-sectional side view of an antenna attachment part. アンテナ取付部及びアンテナカバーの断面側面図である。It is a cross-sectional side view of an antenna attachment part and an antenna cover. 異常組織検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an abnormal tissue detection apparatus. アンテナユニットの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an antenna unit. 送信部から出力されるインパルス信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the impulse signal output from a transmission part. 異常組織の検出原理を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the detection principle of an abnormal tissue. 異常組織検出処理のフローチャートである。It is a flowchart of an abnormal tissue detection process.

以下、本発明の実施の形態に係る異常組織検出装置について、乳癌を検出する異常組織検出装置を例に、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an abnormal tissue detection device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, taking as an example an abnormal tissue detection device that detects breast cancer.

図1(A)、(B)に示すように、本実施の形態に係る異常組織検出装置1は、筐体57及びアンテナ部3等を含む回転部9と、固定基台31と、駆動部33と、固定プレート44と、ハンドル51と、アンテナカバー41と、スリーブ42と、を備える。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the abnormal tissue detection apparatus 1 according to the present embodiment includes a rotating unit 9 including a casing 57, an antenna unit 3 and the like, a fixed base 31, and a driving unit. 33, a fixing plate 44, a handle 51, an antenna cover 41, and a sleeve 42.

固定基台31には、回転部9を回転させるための駆動部33が固定されている。駆動部33は、例えばステッピングモータである。駆動部33の回転駆動部は、蓋52に固定されている。これにより、異常組織検出装置1は、蓋52、筐体57、アンテナ部3等を含む回転部9を回転可能に支持する。また、固定基台31の上部には、固定プレート44とハンドル51が取り付けられている。固定プレート44は、スリーブ42を介して、アンテナカバー41に接続されている。検査を行う者は、ハンドル51を保持し、アンテナカバー41を被検者の検査部位である乳房に当接させて検査する。   A driving unit 33 for rotating the rotating unit 9 is fixed to the fixed base 31. The drive unit 33 is, for example, a stepping motor. The rotation drive unit of the drive unit 33 is fixed to the lid 52. Thereby, the abnormal tissue detection apparatus 1 rotatably supports the rotating unit 9 including the lid 52, the casing 57, the antenna unit 3, and the like. A fixed plate 44 and a handle 51 are attached to the upper part of the fixed base 31. The fixing plate 44 is connected to the antenna cover 41 via the sleeve 42. The person who performs the inspection holds the handle 51 and inspects the antenna cover 41 against the breast which is the inspection site of the subject.

回転部9は、蓋52、制御基板55、筐体57、アンテナ部3を備える。   The rotating unit 9 includes a lid 52, a control board 55, a housing 57, and the antenna unit 3.

アンテナ部3は、アンテナベース37、アンテナ取付部39、アンテナアレイ38を備える。アンテナベース37は、アンテナ取付部39を筐体57に固定させるための取付け部材である。   The antenna unit 3 includes an antenna base 37, an antenna mounting portion 39, and an antenna array 38. The antenna base 37 is an attachment member for fixing the antenna attachment portion 39 to the housing 57.

アンテナ取付部39には、マイクロ波の無線信号を送受信する複数のアンテナユニットAUnからなるアンテナアレイ38が取り付けられる。アンテナ取付部39は、アンテナベース37に固定されている。アンテナ取付部39は、例えば樹脂製であり、中心部分はドーム形状に形成されている。   An antenna array 38 including a plurality of antenna units AUn that transmits and receives microwave radio signals is attached to the antenna attachment portion 39. The antenna mounting portion 39 is fixed to the antenna base 37. The antenna mounting portion 39 is made of, for example, resin, and the center portion is formed in a dome shape.

アンテナアレイ38は、アンテナユニットAUn(nは1〜16の自然数)で構成される。各アンテナユニットAUnのアンテナ63は、アンテナ取付部39の下面、すなわち後述するアンテナカバー41のドーム形状部分と対向する面に取り付けられている。また、各アンテナユニットAUnと制御基板55とを接続する配線はアンテナ取付部39の上面側(筐体57の内部側)に配置されている。   The antenna array 38 is composed of antenna units AUn (n is a natural number of 1 to 16). The antenna 63 of each antenna unit AUn is mounted on the lower surface of the antenna mounting portion 39, that is, the surface facing the dome-shaped portion of the antenna cover 41 described later. Further, the wiring connecting each antenna unit AUn and the control board 55 is arranged on the upper surface side of the antenna mounting portion 39 (inside the housing 57).

図2(A)、(B)に示すように、アンテナユニットAU1〜AU16は、アンテナ取付部39の中心部から、半径方向に直線状に配置され、4つのアンテナ列A1〜A4からなるアンテナアレイ38を構成している。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the antenna units AU1 to AU16 are arranged linearly in the radial direction from the center of the antenna mounting portion 39, and are formed of four antenna rows A1 to A4. 38 is constituted.

アンテナカバー41は、アンテナ取付部39の外面を覆うように配置され、被検者の体に接する。アンテナカバー41は、スリーブ42を介して筐体57にねじ止め固定されている。これにより、アンテナベース37に固定されたアンテナ取付部39が回転しても、固定プレート44に接続されたアンテナカバー41は回転しないように構成される。したがって、検査の際、被検者に接触しているアンテナカバー41が回転せず、被検者の皮膚を擦らないので、検査時の被検者の身体的負担を軽減することができる。   The antenna cover 41 is disposed so as to cover the outer surface of the antenna attachment portion 39 and is in contact with the body of the subject. The antenna cover 41 is screwed and fixed to the housing 57 via the sleeve 42. Thereby, even if the antenna attaching part 39 fixed to the antenna base 37 rotates, the antenna cover 41 connected to the fixing plate 44 is configured not to rotate. Therefore, the antenna cover 41 that is in contact with the subject does not rotate during the examination, and the subject's skin is not rubbed. Therefore, the physical burden on the subject during the examination can be reduced.

アンテナカバー41の中心部分は、アンテナ取付部39と同心のドーム形状に形成されており、検査部位である乳房に密着させ易い形状となっている。また、被検者の乳房の大きさに適したものを選択できるように、予め大きさの異なる複数のアンテナ取付部39及びアンテナカバー41を準備してもよい。   The central portion of the antenna cover 41 is formed in a dome shape concentric with the antenna mounting portion 39, and has a shape that can be easily brought into close contact with the breast that is the examination site. In addition, a plurality of antenna mounting portions 39 and antenna covers 41 having different sizes may be prepared in advance so that a device suitable for the size of the breast of the subject can be selected.

また、アンテナ取付部39の内面は、図3に示すように、電波吸収体82で覆われている。これにより、不要輻射による送受信信号へのノイズを抑制し、異常組織CAの検出精度を向上させることができる。   Further, the inner surface of the antenna mounting portion 39 is covered with a radio wave absorber 82 as shown in FIG. Thereby, the noise to the transmission-and-reception signal by unnecessary radiation can be suppressed, and the detection precision of abnormal tissue CA can be improved.

アンテナ取付部39とアンテナカバー41との間には、図4に示すように、ワセリン、無水グリセリン等、被検者の体の誘電率及びアンテナカバー41の誘電率に近い誘電率の誘電体43が充填されている。これにより、アンテナ取付部39とアンテナカバー41との間における不要輻射の発生を抑制し、異常組織CAの検出精度を向上させることができる。   As shown in FIG. 4, between the antenna mounting portion 39 and the antenna cover 41, a dielectric 43 having a dielectric constant close to the dielectric constant of the body of the subject and the antenna cover 41, such as petrolatum or anhydrous glycerin. Is filled. Thereby, generation | occurrence | production of the unnecessary radiation between the antenna attaching part 39 and the antenna cover 41 can be suppressed, and the detection precision of abnormal tissue CA can be improved.

制御基板55は、図5のブロック図に示す制御部14、記憶部15、駆動制御部34の各機能を実現するハードウエア回路が実装されたプリント配線板であり、筐体57内に固定されている。   The control board 55 is a printed wiring board on which hardware circuits that realize the functions of the control unit 14, the storage unit 15, and the drive control unit 34 shown in the block diagram of FIG. ing.

駆動制御部34は、駆動部33であるステッピングモータの回転を制御するモータドライバである。図5に示すように、駆動制御部34は、制御部14からの制御信号に従って、駆動部33を駆動させることにより、アンテナアレイ38を含むアンテナ部3を回転させる。より具体的には、駆動部33は、インパルス信号を送受信するアンテナ部3の検査領域の中心、すなわちアンテナアレイ38の中心を回転軸として、アンテナ部3を回転させる。   The drive control unit 34 is a motor driver that controls the rotation of the stepping motor that is the drive unit 33. As shown in FIG. 5, the drive control unit 34 rotates the antenna unit 3 including the antenna array 38 by driving the drive unit 33 in accordance with a control signal from the control unit 14. More specifically, the drive unit 33 rotates the antenna unit 3 with the center of the inspection region of the antenna unit 3 that transmits and receives the impulse signal, that is, the center of the antenna array 38 as the rotation axis.

制御部14は、CPU、メモリ、外部記憶装置、入出力I/O、水晶発振器等を備えるコンピュータ(情報処理装置)である。水晶発振器が発生するクロック信号に従って、CPUが、外部記憶装置にインストールされメモリに読み込まれたプログラムを実行して、外部記憶装置へのデータの書き込み/読み出しや入出力I/Oを介して外部機器と送受信を行うことにより、制御部14の機能が実現される。   The control unit 14 is a computer (information processing apparatus) including a CPU, a memory, an external storage device, an input / output I / O, a crystal oscillator, and the like. In accordance with a clock signal generated by the crystal oscillator, the CPU executes a program installed in the external storage device and read into the memory, and writes / reads data to / from the external storage device and external devices via the input / output I / O The function of the control unit 14 is realized by performing transmission / reception.

記憶部15は、フラッシュメモリ、ハードディスク等の不揮発性メモリである。図5に示すように、制御部14は、受信アンテナとして選択されたアンテナユニットAUnから受信した受信信号RSdを記憶部15へ送信し、記憶させる。また、制御部14の信号処理部17は、記憶部15に記憶させた受信信号RSdを読み出して、異常組織CAからの反射波を抽出するための信号処理を行う。   The storage unit 15 is a nonvolatile memory such as a flash memory or a hard disk. As illustrated in FIG. 5, the control unit 14 transmits the reception signal RSd received from the antenna unit AUn selected as the reception antenna to the storage unit 15 to be stored. In addition, the signal processing unit 17 of the control unit 14 reads the received signal RSd stored in the storage unit 15 and performs signal processing for extracting a reflected wave from the abnormal tissue CA.

制御部14は、プログラムの実行により、送信信号TSを出力させるタイミングを示すタイミング信号をアンテナユニットAUnに出力する。また、制御部14は、図5に示すように、送信アンテナとして選択されたアンテナユニットAUnを示す制御信号CS1をアンテナユニットAUnへ出力する。また、制御部14は、受信アンテナとして選択されたアンテナユニットAUnを示す制御信号CS2をアンテナユニットAUnへ出力する。また、制御部14は、受信アンテナとして選択されたアンテナユニットAUnから、受信信号RSをデジタル変換した受信信号RSdを入力する。   The control unit 14 outputs a timing signal indicating the timing for outputting the transmission signal TS to the antenna unit AUn by executing the program. Further, as shown in FIG. 5, the control unit 14 outputs a control signal CS1 indicating the antenna unit AUn selected as the transmission antenna to the antenna unit AUn. In addition, the control unit 14 outputs a control signal CS2 indicating the antenna unit AUn selected as the receiving antenna to the antenna unit AUn. In addition, the control unit 14 inputs a reception signal RSd obtained by digitally converting the reception signal RS from the antenna unit AUn selected as the reception antenna.

アンテナユニットAUnは、図6に示すように、送信モジュール60、受信モジュール65、選択スイッチ70、アンテナ63を備える。送信モジュール60は、制御部14から受け取ったタイミング信号に従って、例えば、図7に示すインパルス状の電気信号である送信信号TSを出力するハードウエア回路である。図7に示すように、この電気信号のレベルは、短時間で正の値から負の値に変動するインパルス信号である。   As shown in FIG. 6, the antenna unit AUn includes a transmission module 60, a reception module 65, a selection switch 70, and an antenna 63. The transmission module 60 is a hardware circuit that outputs a transmission signal TS that is, for example, an impulse-like electric signal illustrated in FIG. 7 according to the timing signal received from the control unit 14. As shown in FIG. 7, the level of the electrical signal is an impulse signal that varies from a positive value to a negative value in a short time.

送信モジュール60は、図6に示すように、信号発生器601とパワーアンプを含む送信回路602を備える。信号発生器601で生成されたインパルス信号は、送信回路602で増幅されて、選択スイッチ70へ送信される。   As shown in FIG. 6, the transmission module 60 includes a transmission circuit 602 including a signal generator 601 and a power amplifier. The impulse signal generated by the signal generator 601 is amplified by the transmission circuit 602 and transmitted to the selection switch 70.

選択スイッチ70は、制御信号CS1にしたがって、送信回路602とアンテナ63とを接続または開放する。より具体的には、制御信号CS1が、送信アンテナとしてアンテナユニットAU1が選択されたことを示す信号である場合、アンテナユニットAU1の選択スイッチ70は、送信回路602とアンテナ63とを接続する。これにより、送信回路602で増幅されたインパルス信号が、アンテナ63から送信信号TSとして送出される。また、他のアンテナユニットAUnの選択スイッチ70は、送信回路602とアンテナ63とを開放する。   The selection switch 70 connects or opens the transmission circuit 602 and the antenna 63 according to the control signal CS1. More specifically, when the control signal CS1 is a signal indicating that the antenna unit AU1 has been selected as the transmission antenna, the selection switch 70 of the antenna unit AU1 connects the transmission circuit 602 and the antenna 63. As a result, the impulse signal amplified by the transmission circuit 602 is transmitted from the antenna 63 as the transmission signal TS. Further, the selection switch 70 of the other antenna unit AUn opens the transmission circuit 602 and the antenna 63.

受信モジュール65は、異常組織CAで反射した送信信号TSの反射信号である受信信号RSを受信、処理するものであり、図6に示すように、クロック回路651、サンプル回路652を備える。クロック回路651は、サンプリング周期を規定するサンプリングクロック発振回路として動作し、制御部14から送出される基準クロックを参照してクロックの位相を制御する位相同期回路(PLL(Phase Locked Loop)回路)、位相補間回路、サンプリングタイミングを規定するサンプリング信号を選択するマルチプレクサ、同期カウンタ、分周器を備える。   The reception module 65 receives and processes a reception signal RS that is a reflection signal of the transmission signal TS reflected by the abnormal tissue CA, and includes a clock circuit 651 and a sample circuit 652 as shown in FIG. The clock circuit 651 operates as a sampling clock oscillation circuit that defines a sampling cycle, and refers to a reference clock transmitted from the control unit 14 to control the phase of the clock (a PLL (Phase Locked Loop) circuit), A phase interpolation circuit, a multiplexer that selects a sampling signal that defines sampling timing, a synchronization counter, and a frequency divider are provided.

サンプル回路652は、受信信号RSを増幅する低雑音増幅回路(LNA(Low Noise Amplifier))、アナログ信号である受信信号RSをサンプルするトラックホールド回路、サンプルによって得た電圧をデジタル変換するA/D変換器を備える。   The sample circuit 652 includes a low noise amplifier circuit (LNA (Low Noise Amplifier)) that amplifies the received signal RS, a track hold circuit that samples the received signal RS that is an analog signal, and an A / D that digitally converts the voltage obtained by the sample. A converter is provided.

選択スイッチ70は、制御信号CS2にしたがって、受信モジュール65とアンテナ63とを接続または開放する。より具体的には、制御信号CS2が、受信用のアンテナとしてアンテナユニットAU9が選択されたことを示す信号である場合、アンテナユニットAU9の選択スイッチ70は、受信モジュール65とアンテナ63とを接続する。これにより、アンテナ63で受信された受信信号RSが、受信モジュール65へと送られる。また、受信アンテナとして選択されたアンテナユニットAU9以外のアンテナユニットAU1〜AU8、AU10〜AU16の選択スイッチ70は、受信モジュール65とアンテナ63との間を開放する。   The selection switch 70 connects or opens the receiving module 65 and the antenna 63 according to the control signal CS2. More specifically, when the control signal CS2 is a signal indicating that the antenna unit AU9 has been selected as the receiving antenna, the selection switch 70 of the antenna unit AU9 connects the receiving module 65 and the antenna 63. . As a result, the reception signal RS received by the antenna 63 is sent to the reception module 65. Further, the selection switches 70 of the antenna units AU1 to AU8 and AU10 to AU16 other than the antenna unit AU9 selected as the reception antenna open the gap between the reception module 65 and the antenna 63.

受信モジュール65は、制御部14から入力された基準クロックを用いて受信信号RSをサンプリングする。より具体的には、アンテナ63で受信された受信信号RSはLNAで増幅される。増幅された受信信号RSは、トラックホールド回路へ送られる。トラックホールド回路は、位相同期回路で生成したサンプリングクロックで、増幅された受信信号RSをサンプリングする。サンプリングクロックは、基準クロックを参照して、同期制御した位相同期回路の内部発振回路により生成される。   The reception module 65 samples the reception signal RS using the reference clock input from the control unit 14. More specifically, the reception signal RS received by the antenna 63 is amplified by the LNA. The amplified received signal RS is sent to a track hold circuit. The track hold circuit samples the amplified reception signal RS with the sampling clock generated by the phase synchronization circuit. The sampling clock is generated by the internal oscillation circuit of the phase synchronization circuit controlled in synchronization with reference to the reference clock.

サンプリングされた信号は、VGA(Variable Gain Amplifier)である増幅器(不図示)を通じて、A/D変換器へと送られる。A/D変換器は、サンプリングされた信号を受け取り、この信号をデジタル信号に変換して、受信信号RSdを生成する。受信信号RSdの量子化ビット数は、例えば12ビットである。   The sampled signal is sent to an A / D converter through an amplifier (not shown) which is a VGA (Variable Gain Amplifier). The A / D converter receives the sampled signal, converts this signal into a digital signal, and generates a reception signal RSd. The number of quantization bits of the reception signal RSd is, for example, 12 bits.

受信モジュール65は、受信信号RSdを制御部14の信号処理部17へと送信する。   The reception module 65 transmits the reception signal RSd to the signal processing unit 17 of the control unit 14.

アンテナ63は、アンテナユニットAUnが実装されたアンテナ基板に形成されたダイポールアンテナである。また、ダイポールアンテナに接続された2本の差動平行配線は、コプレーナ構造である。アンテナ63と選択スイッチ70との間の配線構造は、特に限定されないが、損失を低減できる構造であることが好ましく、例えばマイクロストリップ構造でもよい。   The antenna 63 is a dipole antenna formed on the antenna substrate on which the antenna unit AUn is mounted. Also, the two differential parallel wires connected to the dipole antenna have a coplanar structure. The wiring structure between the antenna 63 and the selection switch 70 is not particularly limited, but is preferably a structure that can reduce loss, and may be, for example, a microstrip structure.

信号処理部17は、制御部14の一部であり、入力した受信信号RSdを信号処理して、異常組織CAを検出する。   The signal processing unit 17 is a part of the control unit 14, and performs signal processing on the input reception signal RSd to detect abnormal tissue CA.

制御部14は、制御信号CS1、CS2によりアンテナユニットAUnを制御して、送信アンテナと受信アンテナとの組み合わせを切り替える。これにより、送信アンテナとして選択されたアンテナユニットAUnに送信信号TSを出力させるとともに、受信アンテナとして選択されたアンテナユニットAUnに受信信号RSを受信させる。   The control unit 14 controls the antenna unit AUn using the control signals CS1 and CS2 to switch the combination of the transmission antenna and the reception antenna. As a result, the transmission signal TS is output to the antenna unit AUn selected as the transmission antenna, and the reception signal RS is received by the antenna unit AUn selected as the reception antenna.

制御部14の信号処理部17は、受信アンテナとして選択されたアンテナユニットAUnから出力されたデジタル信号である受信信号RSdを入力し、入力した受信信号RSdに対する信号処理を行う。   The signal processing unit 17 of the control unit 14 receives the reception signal RSd that is a digital signal output from the antenna unit AUn selected as the reception antenna, and performs signal processing on the input reception signal RSd.

次に、異常組織検出装置1における、無線信号を使った異常組織検出の基本動作について説明する。本実施の形態に係る異常組織検出装置1は、インパルス状のマイクロ波の無線信号の送受信を行い、その送受信結果に基づいて、異常組織CA、すなわち乳癌を検出する。   Next, the basic operation of abnormal tissue detection using a radio signal in the abnormal tissue detection apparatus 1 will be described. The abnormal tissue detection apparatus 1 according to the present embodiment transmits and receives impulse microwave radio signals, and detects abnormal tissue CA, that is, breast cancer based on the transmission and reception results.

図8に示すように、異常組織検出装置1は、送信アンテナであるアンテナユニットAU1からマイクロ波のインパルス信号を放射する。放射されたマイクロ波の一部は、生体内に伝播する。一般に、癌組織等の異常組織CAは、通常の生体組織に比して、5〜10倍程度の高い誘電率を有することが知られている。したがって、異常組織CAが存在する場合には、誘電率の異なる領域の界面、即ち、異常組織CAの表面で、マイクロ波が反射され、受信アンテナであるアンテナユニットAU2で受信される。   As shown in FIG. 8, the abnormal tissue detection apparatus 1 radiates a microwave impulse signal from an antenna unit AU1 which is a transmission antenna. Part of the emitted microwave propagates into the living body. In general, it is known that abnormal tissue CA such as cancer tissue has a dielectric constant about 5 to 10 times higher than that of normal biological tissue. Therefore, when the abnormal tissue CA exists, the microwave is reflected at the interface of the regions having different dielectric constants, that is, the surface of the abnormal tissue CA, and is received by the antenna unit AU2 that is a receiving antenna.

ここで、マイクロ波のインパルス信号を放射してからアンテナユニットAU2が反射波を受信するまでの時間をT[s]とすると、T・c(c:生体中の光の速度)が、マイクロ波のインパルス信号の行程距離となる。 Here, when the time from when the microwave impulse signal is emitted until the antenna unit AU2 receives the reflected wave is T 1 [s], T 1 · c (c: speed of light in the living body) is This is the stroke distance of the microwave impulse signal.

従って、異常組織CAは、送信アンテナであるアンテナユニットAU1と受信アンテナであるアンテナユニットAU2を焦点とし、アンテナユニットAU1とアンテナユニットAU2からの距離の和がT・cとなる楕円E上に位置することになる。 Therefore, the abnormal tissue CA is focused on the antenna unit AU1 which is a transmitting antenna and the antenna unit AU2 which is a receiving antenna, and is on an ellipse E 1 where the sum of the distances from the antenna unit AU1 and the antenna unit AU2 is T 1 · c. Will be located.

続いて、異常組織検出装置1は、送信アンテナであるアンテナユニットAU1からマイクロ波のインパルス信号を放射し、受信アンテナであるアンテナユニットAU3で受信する。マイクロ波のインパルス信号を放射してからアンテナユニットAU3が反射波を受信するまでの時間をT[s]とすると、T・cがマイクロ波のインパルス信号の行程距離となる。 Subsequently, the abnormal tissue detection apparatus 1 radiates a microwave impulse signal from the antenna unit AU1 which is a transmission antenna, and receives it by the antenna unit AU3 which is a reception antenna. Assuming that the time from when the microwave impulse signal is emitted until the antenna unit AU3 receives the reflected wave is T 2 [s], T 2 · c is the stroke distance of the microwave impulse signal.

従って、異常組織CAは、送信アンテナであるアンテナユニットAU1と受信アンテナであるアンテナユニットAU3を焦点とし、アンテナユニットAU1とアンテナユニットAU3からの距離の和がT・cとなる楕円E上に位置することになる。 Therefore, the abnormal tissue CA is focused on the antenna unit AU1 which is a transmitting antenna and the antenna unit AU3 which is a receiving antenna, and is on an ellipse E 2 where the sum of the distances from the antenna unit AU1 and the antenna unit AU3 is T 2 · c. Will be located.

異なる送信アンテナとしてのアンテナユニットAUnと受信アンテナとしてのアンテナユニットAUnとの組み合わせで同様の処理を行い、複数の楕円E〜E(Nは自然数、E以下については不図示)の交点を求めることにより、異常組織CAの位置を求めることができる。 The same processing is performed with a combination of the antenna unit AUn as a different transmitting antenna and the antenna unit AUn as a receiving antenna, and intersection points of a plurality of ellipses E 1 to E N (N is a natural number, and E 3 and below are not shown) By obtaining, the position of the abnormal tissue CA can be obtained.

さらに、インパルス信号を送信するアンテナをアンテナユニットAU2に切り換えて、アンテナユニットAU2からマイクロ波を放射し、これを他のアンテナユニットAUnで受信して、同様の処理を行う。以後、送信アンテナであるアンテナユニットAUnを順次切り換えながら、マイクロ波を放射し、受信アンテナであるアンテナユニットAUnで反射波を受信し、同様の処理を行うことにより、異常組織CAの位置をより正確に特定することが可能となる。   Further, the antenna that transmits the impulse signal is switched to the antenna unit AU2, the microwave is radiated from the antenna unit AU2, and this is received by the other antenna unit AUn, and the same processing is performed. Thereafter, microwaves are radiated while the antenna units AUn that are transmitting antennas are sequentially switched, and reflected waves are received by the antenna units AUn that are receiving antennas. It becomes possible to specify.

なお、上述の例では、理解を容易にするため、2次元で説明したが、実際は、3次元で上述の処理を行うことになる。   In the above-described example, the description has been given in two dimensions for easy understanding, but in reality, the above-described processing is performed in three dimensions.

次に、本実施の形態に係る異常組織検出装置1における異常組織検出処理について、図9に示すフローチャートに基づいて説明する。   Next, the abnormal tissue detection processing in the abnormal tissue detection apparatus 1 according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG.

制御部14は、アンテナ部3を含む回転部9の回転角度θを初期回転角(θ=0°)に設定する(ステップS11)。続いて、制御部14は、送信アンテナとして選択したアンテナユニットAU1から送信信号TSを送信させ、受信アンテナとして選択したアンテナユニットAU2に受信信号RSを受信させる(ステップS12)。   The control unit 14 sets the rotation angle θ of the rotation unit 9 including the antenna unit 3 to the initial rotation angle (θ = 0 °) (step S11). Subsequently, the control unit 14 transmits the transmission signal TS from the antenna unit AU1 selected as the transmission antenna, and causes the antenna unit AU2 selected as the reception antenna to receive the reception signal RS (step S12).

受信アンテナであるアンテナユニットAU2は、受信信号RSをA/D変換して受信信号RSdを生成する(ステップS13)。制御部14は、アンテナユニットAU2でデジタル信号に変換された受信信号RSdを記憶部15に記憶させる(ステップS14)。   The antenna unit AU2, which is a reception antenna, A / D converts the reception signal RS to generate the reception signal RSd (step S13). The control unit 14 causes the storage unit 15 to store the reception signal RSd converted into a digital signal by the antenna unit AU2 (step S14).

続いて、制御部14は、送信アンテナとなるアンテナユニットAUnと受信アンテナとなるアンテナユニットAUnの組み合わせを変えて、制御信号CS1と制御信号CS2とをアンテナユニットAUnへ送信する。これにより、制御部14は、新たな送信アンテナであるアンテナユニットAUn、受信アンテナであるアンテナユニットAUnの組み合わせで、受信信号RSdを取得し、記憶部15に記憶させる(ステップS15)。   Subsequently, the control unit 14 changes the combination of the antenna unit AUn serving as a transmission antenna and the antenna unit AUn serving as a reception antenna, and transmits the control signal CS1 and the control signal CS2 to the antenna unit AUn. Thereby, the control unit 14 acquires the reception signal RSd by a combination of the antenna unit AUn that is a new transmission antenna and the antenna unit AUn that is a reception antenna, and stores it in the storage unit 15 (step S15).

送信アンテナと受信アンテナの各組み合わせで、受信信号RSdを取得した後、信号処理部17は、取得された受信信号RSdに基づいて、異常組織CAを検出する(ステップS16)。より具体的には、信号処理部17は、記憶部15に記憶されている受信信号RSdから、インパルス信号の反射波を抽出し、インパルス信号の送出から反射波の受信までの時間を算出して、異常組織CAの位置を算出する。反射波の抽出は、異常組織CAからの反射波がない場合の基準信号を、受信信号RSdから減算することで、送信アンテナから受信アンテナへのインパルス波形の直接波を取り除いて算出する方法等、公知の方法を用いることができる。   After acquiring the reception signal RSd with each combination of the transmission antenna and the reception antenna, the signal processing unit 17 detects the abnormal tissue CA based on the acquired reception signal RSd (step S16). More specifically, the signal processing unit 17 extracts the reflected wave of the impulse signal from the received signal RSd stored in the storage unit 15 and calculates the time from the transmission of the impulse signal to the reception of the reflected wave. The position of the abnormal tissue CA is calculated. Extraction of the reflected wave is a method of calculating by removing the direct wave of the impulse waveform from the transmission antenna to the reception antenna by subtracting the reference signal when there is no reflected wave from the abnormal tissue CA from the reception signal RSd, etc. A known method can be used.

制御部14は、算出された異常組織CAの位置データを記憶部15に記憶させる(ステップS17)。続いて、制御部14は、アンテナ部3を回転させて、上記異常組織CAの検出を行う。   The control unit 14 stores the calculated position data of the abnormal tissue CA in the storage unit 15 (step S17). Subsequently, the control unit 14 rotates the antenna unit 3 to detect the abnormal tissue CA.

回転部9の回転角度はθ=0°であり、θ<360°なので(ステップS18;NO)、制御部14は、駆動部33を動作させることにより、回転部9を予め設定された角度回転させる(ステップS19)。本実施の形態では、予め設定された角度を6°とし、回転部9は、60回の回転動作で1回転する。回転部9の回転が完了した後、ステップS12に戻って、制御部14は、送信アンテナであるアンテナユニットAU1から送信信号TSを送信させ、受信アンテナであるアンテナユニットAU2に受信信号RSを受信させる。そして、制御部14は、デジタル変換された受信信号RSdを記憶部15に記憶させる。   Since the rotation angle of the rotation unit 9 is θ = 0 ° and θ <360 ° (step S18; NO), the control unit 14 operates the drive unit 33 to rotate the rotation unit 9 by a predetermined angle. (Step S19). In the present embodiment, the preset angle is 6 °, and the rotating unit 9 makes one rotation with 60 rotations. After the rotation of the rotation unit 9 is completed, the process returns to step S12, and the control unit 14 transmits the transmission signal TS from the antenna unit AU1 that is a transmission antenna, and causes the antenna unit AU2 that is a reception antenna to receive the reception signal RS. . Then, the control unit 14 causes the storage unit 15 to store the digitally received reception signal RSd.

送信アンテナと受信アンテナの各組み合わせで受信信号RSdを取得した後、信号処理部17は、異常組織CAの検出を行う。算出された異常組織CAの位置データを記憶部15に記憶させる。   After acquiring the reception signal RSd with each combination of the transmission antenna and the reception antenna, the signal processing unit 17 detects the abnormal tissue CA. The calculated position data of the abnormal tissue CA is stored in the storage unit 15.

続いて、制御部14は、さらに回転部9を回転させて、送信アンテナであるアンテナユニットAU1と受信アンテナであるアンテナユニットAU2との間で信号を送受信させる。制御部14は、回転角度θが360°に達するまで、上述の回転動作と信号の送受信を繰り返し、各回転角度での異常組織CAの位置データを記憶部15に記憶させる。   Subsequently, the control unit 14 further rotates the rotation unit 9 to transmit and receive signals between the antenna unit AU1 which is a transmission antenna and the antenna unit AU2 which is a reception antenna. The control unit 14 repeats the above-described rotation operation and signal transmission / reception until the rotation angle θ reaches 360 °, and stores the position data of the abnormal tissue CA at each rotation angle in the storage unit 15.

回転角度θが360°に達し、異常組織CAの検出が完了すると(ステップS18;YES)、制御部14は、記憶部15から各回転角度での異常組織CAの位置データを読み込んで異常組織CAの位置を表示する共焦点画像を作成する(ステップS20)。制御部14は、作成された共焦点画像を、異常組織検出装置1に接続された外部機器のモニタに表示させ(ステップS21)、信号処理を終了する。   When the rotation angle θ reaches 360 ° and the detection of the abnormal tissue CA is completed (step S18; YES), the control unit 14 reads the position data of the abnormal tissue CA at each rotation angle from the storage unit 15 to read the abnormal tissue CA. A confocal image that displays the position of is generated (step S20). The control unit 14 displays the created confocal image on the monitor of the external device connected to the abnormal tissue detection apparatus 1 (step S21), and ends the signal processing.

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、アンテナユニットAUnは、送信モジュール60と受信モジュール65とを備える。これにより、アンテナユニットAUnを送信アンテナとしても受信アンテナとしても用いることができるので、送信アンテナと受信アンテナとの組み合わせの自由度を高めることができる。また、受信モジュール65は、クロック回路651とサンプル回路652とを有し、デジタル変換した受信信号RSdを制御部14に送信することで、アンテナユニットAUnと制御部14との間の信号伝送によるノイズの影響を低減し、異常組織CAの検出精度を向上させることが可能である。   As described above in detail, according to the present embodiment, the antenna unit AUn includes the transmission module 60 and the reception module 65. Thereby, since the antenna unit AUn can be used as both a transmission antenna and a reception antenna, the degree of freedom of the combination of the transmission antenna and the reception antenna can be increased. The reception module 65 includes a clock circuit 651 and a sample circuit 652, and transmits a digitally converted reception signal RSd to the control unit 14, thereby causing noise due to signal transmission between the antenna unit AUn and the control unit 14. It is possible to improve the detection accuracy of abnormal tissue CA.

また、本実施の形態に係る異常組織検出装置では、アンテナユニットAUnが、送信信号TSを生成する送信モジュール60を備えており、送信信号TSは、アンテナユニットAUnで生成される。これにより、送信信号TSへの信号伝送によるノイズの影響を低減し、異常組織CAの検出精度を向上させることが可能である。   In the abnormal tissue detection apparatus according to the present embodiment, the antenna unit AUn includes a transmission module 60 that generates the transmission signal TS, and the transmission signal TS is generated by the antenna unit AUn. Thereby, it is possible to reduce the influence of noise caused by signal transmission on the transmission signal TS and improve the detection accuracy of the abnormal tissue CA.

本実施の形態では、制御部14は、送信アンテナとして選択したアンテナユニットAUnと受信アンテナとして選択したアンテナユニットAUnの情報を制御信号CS1、CS2としてアンテナユニットAUnへ送信することとしたが、これに限られない。例えば、制御部14がスイッチ回路を備え、送信アンテナとして選択したアンテナユニットAUn、受信アンテナとして選択したアンテナユニットAUnにのみ接続して、インパルス信号の送受信を行うこととしてもよい。これにより、不要な回路の動作を抑制し、消費電力を低減するとともに、ノイズを抑制することができる。   In the present embodiment, the control unit 14 transmits information of the antenna unit AUn selected as the transmission antenna and the antenna unit AUn selected as the reception antenna to the antenna unit AUn as control signals CS1 and CS2. Not limited. For example, the control unit 14 may include a switch circuit, and may be connected to only the antenna unit AUn selected as the transmission antenna and the antenna unit AUn selected as the reception antenna to transmit and receive the impulse signal. Thus, unnecessary circuit operations can be suppressed, power consumption can be reduced, and noise can be suppressed.

また、アンテナユニットAUnの送信モジュール60、受信モジュール65、選択スイッチ70は、1つの半導体基板上に形成された集積回路としてもよい。また、ダイポールアンテナに接続された2本の差動平行配線は、アンテナ基板に実装された集積回路の差動入出力端子に接続されていることとしてもよい。この場合、集積回路の寸法は、使用される高周波信号の波長(例えば3cm〜9cm)よりも小さいことが好ましい。これにより、信号位相ばらつきによるノイズを抑制することができるので、異常組織CAの検出精度を向上させることが可能である。   Further, the transmission module 60, the reception module 65, and the selection switch 70 of the antenna unit AUn may be an integrated circuit formed on one semiconductor substrate. The two differential parallel wires connected to the dipole antenna may be connected to the differential input / output terminals of the integrated circuit mounted on the antenna substrate. In this case, the size of the integrated circuit is preferably smaller than the wavelength of the high-frequency signal used (for example, 3 cm to 9 cm). As a result, noise due to signal phase variations can be suppressed, and the detection accuracy of abnormal tissue CA can be improved.

また、本実施の形態では、アンテナ63は、アンテナ基板に形成されたダイポールアンテナであることとしたが、これに限られない。例えば、アンテナ63は、アンテナユニットAUnが実装されたアンテナ基板に形成されたモノポールアンテナであることとしてもよい。この場合、モノポールアンテナの電流励振電極に接続された信号線は、コプレーナ構造又はマイクロストリップ構造であることが好ましい。モノポールアンテナの信号線は、アンテナ基板に実装された送信モジュール60、受信モジュール65及び選択スイッチ70の集積回路の入出力端子に接続され、集積回路の接地端子は、信号線を囲む接地線に接続される。   In the present embodiment, the antenna 63 is a dipole antenna formed on the antenna substrate, but is not limited thereto. For example, the antenna 63 may be a monopole antenna formed on an antenna substrate on which the antenna unit AUn is mounted. In this case, the signal line connected to the current excitation electrode of the monopole antenna preferably has a coplanar structure or a microstrip structure. The signal line of the monopole antenna is connected to the input / output terminals of the integrated circuit of the transmission module 60, the reception module 65 and the selection switch 70 mounted on the antenna substrate, and the ground terminal of the integrated circuit is connected to the ground line surrounding the signal line. Connected.

上記実施の形態では、信号処理部17が異常組織CAの検出結果を表す共焦点画像を生成することとしたが、これに限られない。例えば、異常組織検出装置1は通信部を備え、制御部14は、記憶部15に記憶されている異常組織CAの検出データを通信部から外部のコンピュータ装置に無線送信してもよい。この場合、外部のコンピュータ装置で、受け取った検出結果データから共焦点画像を生成し、コンピュータ装置に接続されたモニタ装置に共焦点画像を表示すればよい。   In the above embodiment, the signal processing unit 17 generates the confocal image representing the detection result of the abnormal tissue CA. However, the present invention is not limited to this. For example, the abnormal tissue detection device 1 may include a communication unit, and the control unit 14 may wirelessly transmit the detection data of the abnormal tissue CA stored in the storage unit 15 from the communication unit to an external computer device. In this case, a confocal image may be generated from the received detection result data by an external computer device, and the confocal image may be displayed on a monitor device connected to the computer device.

本発明は、乳癌センサなどに用いられるアンテナ装置に好適である。また、本発明は、
乳癌センサに限らず、他の腫瘍等、生体内の誘電率の異なる領域の検出・判別に応用可能
である。また、生体に関わらず、周囲と誘電率が異なる検出対象の検出・判別に応用可能
である。
The present invention is suitable for an antenna device used for a breast cancer sensor or the like. The present invention also provides:
The present invention is not limited to breast cancer sensors, and can be applied to detection and discrimination of regions with different dielectric constants in the living body such as other tumors. Further, the present invention can be applied to detection / discrimination of a detection target having a dielectric constant different from that of the surroundings regardless of a living body.

1 異常組織検出装置、3 アンテナ部、9 回転部、14 制御部、15 記憶部、17 信号処理部、31 固定基台、33 駆動部、34 駆動制御部、37 アンテナベース、38 アンテナアレイ、39 アンテナ取付部、41 アンテナカバー、42 スリーブ、43 誘電体、44 固定プレート、51 ハンドル、52 蓋、55 制御基板、57 筐体、60 送信モジュール、601 信号発生器、602 送信回路、63 アンテナ、65 受信モジュール、651 クロック回路、652 サンプル回路、70 選択スイッチ、82 電波吸収体、AUn アンテナユニット、A1〜A4 アンテナ列、CA 異常組織、E,E 楕円、TS 送信信号、RS 受信信号、CS1,CS2 制御信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Abnormal tissue detection apparatus, 3 Antenna part, 9 Rotation part, 14 Control part, 15 Storage part, 17 Signal processing part, 31 Fixed base, 33 Drive part, 34 Drive control part, 37 Antenna base, 38 Antenna array, 39 Antenna mounting portion, 41 Antenna cover, 42 Sleeve, 43 Dielectric, 44 Fixing plate, 51 Handle, 52 Lid, 55 Control board, 57 Housing, 60 Transmitting module, 601 Signal generator, 602 Transmitting circuit, 63 Antenna, 65 receiver module 651 clock circuit, 652 a sample circuit, 70 selection switches, 82 wave absorber, AUn antenna unit, Al to A4 antenna array, CA abnormal tissue, E 1, E 2 oval, TS transmission signal, RS received signal, CS1 , CS2 control signal

Claims (9)

マイクロ波のインパルス信号を送信又は受信するアンテナを有する複数のアンテナユニットと、
前記複数のアンテナユニットを制御する制御部と、
前記複数のアンテナユニットを固定するアンテナ部と、を備え、
前記アンテナユニットは、
前記インパルス信号を送信する送信モジュールと、
異常組織で反射した前記インパルス信号の反射信号を受信する受信モジュールと、
前記制御部の選択により、前記アンテナを前記受信モジュール又は前記送信モジュールに接続するか、開放するか、を切り替える選択スイッチと、を有し、
前記受信モジュールは、
受信したアナログ信号のサンプリングのタイミングを決めるクロック回路と、
受信したアナログ信号をサンプリングし、デジタル変換するサンプル回路と、を有する、
異常組織検出装置。
A plurality of antenna units having antennas for transmitting or receiving microwave impulse signals;
A control unit for controlling the plurality of antenna units;
An antenna unit for fixing the plurality of antenna units;
The antenna unit is
A transmission module for transmitting the impulse signal;
A receiving module for receiving a reflected signal of the impulse signal reflected by an abnormal tissue;
A selection switch for switching whether to connect or release the antenna to the reception module or the transmission module according to the selection of the control unit;
The receiving module is
A clock circuit that determines the sampling timing of the received analog signal;
A sample circuit that samples and digitally converts the received analog signal;
Abnormal tissue detection device.
前記送信モジュールは、
前記インパルス信号を発生する信号発生器と、
前記信号発生器で発生された前記インパルス信号を、前記アンテナから送信する送信回路と、を備える、
請求項1に記載の異常組織検出装置。
The transmission module includes:
A signal generator for generating the impulse signal;
A transmission circuit for transmitting the impulse signal generated by the signal generator from the antenna;
The abnormal tissue detection apparatus according to claim 1.
前記送信モジュール、前記受信モジュール及び前記選択スイッチは、
1つの半導体基板上に形成された集積回路である、
請求項1又は2に記載の異常組織検出装置。
The transmission module, the reception module and the selection switch are:
An integrated circuit formed on one semiconductor substrate;
The abnormal tissue detection device according to claim 1 or 2.
前記アンテナは、
前記アンテナユニットが実装されたアンテナ基板に形成されたダイポールアンテナであり、
前記ダイポールアンテナに接続された2本の差動平行配線は、
コプレーナ構造又はマイクロストリップ構造であり、
前記アンテナ基板に実装された集積回路の差動入出力端子に接続されている、
請求項3に記載の異常組織検出装置。
The antenna is
A dipole antenna formed on an antenna substrate on which the antenna unit is mounted;
Two differential parallel wires connected to the dipole antenna are
Coplanar structure or microstrip structure,
Connected to a differential input / output terminal of an integrated circuit mounted on the antenna substrate;
The abnormal tissue detection device according to claim 3.
前記アンテナは、
前記アンテナユニットが実装されたアンテナ基板に形成されたモノポールアンテナであり、
前記モノポールアンテナの電流励振電極に接続された信号線は、
コプレーナ構造又はマイクロストリップ構造であり、
前記アンテナ基板に実装された集積回路の入出力端子に接続され、
前記集積回路の接地端子は、
前記信号線を囲む接地線に接続されている、
請求項3に記載の異常組織検出装置。
The antenna is
A monopole antenna formed on an antenna substrate on which the antenna unit is mounted;
The signal line connected to the current excitation electrode of the monopole antenna is
Coplanar structure or microstrip structure,
Connected to an input / output terminal of an integrated circuit mounted on the antenna substrate;
The ground terminal of the integrated circuit is
Connected to a ground wire surrounding the signal line,
The abnormal tissue detection device according to claim 3.
前記インパルス信号を送受信する検査領域の中心を回転軸として、前記アンテナ部を回転させる駆動部を備える、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の異常組織検出装置。
A driving unit that rotates the antenna unit around the center of the inspection region that transmits and receives the impulse signal as a rotation axis;
The abnormal tissue detection apparatus according to any one of claims 1 to 5.
前記アンテナ部は、
ドーム形状であり、
前記アンテナが前記インパルス信号を送受信する面と反対側の面を覆う電波吸収体を備える、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の異常組織検出装置。
The antenna unit is
A dome shape,
The antenna includes a radio wave absorber that covers a surface opposite to a surface that transmits and receives the impulse signal,
The abnormal tissue detection apparatus according to any one of claims 1 to 6.
前記制御部は、
前記受信モジュールでデジタル変換されたデジタル信号に基づいて、異常組織を検出する信号処理部を備える、
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の異常組織検出装置。
The controller is
Based on the digital signal digitally converted by the receiving module, a signal processing unit that detects abnormal tissue is provided.
The abnormal tissue detection apparatus according to any one of claims 1 to 7.
前記信号処理部から異常組織の検出データを外部機器に無線送信する通信部を備える、
請求項8に記載の異常組織検出装置。
A communication unit that wirelessly transmits detection data of abnormal tissue from the signal processing unit to an external device,
The abnormal tissue detection apparatus according to claim 8.
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