JPWO2010143691A1 - 診断装置 - Google Patents

Abstract

半円球状の内壁面を有する容器１、及び内壁面に沿って配置され、撮像部位の電磁気学特性を持つ材料で構成され、被測定対象部位の電気的測定をする複数のアンテナ２を有するプローブアレイ（１，２）と、被測定対象部位の全体をプローブアレイ（１，２）で覆い、内壁面に被測定対象部位の皮膚を密着させ、被測定対象部位とプローブアレイ（１，２）との相対的位置を固定する固定手段と、複数のアンテナ２を制御して電気的測定を実行し、電気的測定によるデータを解析して、被測定対象部位中の異常細胞を検出する測定制御解析手段とを備えることにより、高コントラスト、高解像度で、Ｘ線被曝がなく、検診コストの低い、安全、確実、快適、高速で且つ信頼性の高い異常細胞の診断装置を提供する。

Description

本発明は、初期乳癌等の異常細胞の診断に用いられる診断装置に関する。

近年マイクロ波イメージングによって初期乳癌を検出する研究が活発に行われている。癌検出の原理は、周囲（脂肪）組織と癌組織の電磁気パラメータ（誘電率、導電率）の顕著な差異である。即ち、癌組織からの散乱波は正常組織よりも大きいことを利用するものである。マイクロ波イメージングによる撮像原理として超広帯域（ＵＷＢ）レーダ（非特許文献１，２参照）と断層撮影（非特許文献３参照）がある。

非特許文献１はモノスタティックレーダで、乳房に広帯域パルスを多くの方向から照射して同じ方向で受信し、時空間指向性合成により３次元散乱電界分布を求める。非特許文献２はマルチスタティックレーダで、ある方向から照射したパルスの応答を別の位置にある複数のアンテナで受信する。照射方向を変化させ、そのつど複数のアンテナで受信する。適応ビーム形成アルゴリズムとして知られるケイポン（Capon）法を用い、該当ピクセル以外の応答を０にするよう指向性合成して非特許文献１の解像度を改善している。非特許文献３は乳房に狭帯域の電磁波を照射し、別の場所にある複数のアンテナで受信する。ある送信信号に対する受信応答は伝搬モデル（例えば皮膚、脂肪組織、乳腺、癌からなるモデル）が与えられるとマクスウェルの方程式に基づき計算できる。非特許文献３では受信した信号から伝搬モデルを、逆問題を解いて推定する。
電磁波を用いる断層撮影に関する特許文献１は、電磁波の波長の大きさによるアンテナの大型化の回避のため、非特許文献３のアンテナの代わりに電磁コイルを用いるものであり、装置の他の構成については非特許文献３と同じである。
マイクロ波は皮膚での反射が大きく、組織内部への透過量が小さい。このため非特許文献１、２、３は、ともに図２４に示すように、アンテナ５１、乳房５３を、乳房の正常組織の電磁気学的パラメータに近い整合媒体５２に浸してインピーダンス整合を取り、組織内への電磁波の透過量を増している。この場合、被検者はうつ伏せになり、乳房を下垂させた姿勢で検査を受ける。皮膚からの電磁波の反射は、整合媒体を使っても完全に取り除くことはできない。特に、ＵＷＢレーダを用いる非特許文献１、２の手法では、癌からの応答は非常に小さく、皮膚からの反射の応答に埋もれてしまう。非特許文献３の方法においても撮像部位の３次元形状の予備知識が必要である。皮膚からの反射などアーチファクトを取り除くには、送受アンテナと皮膚間の距離関係が等しい複数の応答を平均して校正信号とし、これを受信信号から引くことが有効である。
乳房の形は個人差が大きく、アンテナと皮膚間の距離を一定に保つことは困難である。このため、乳房とアンテナ間距離を計測し、受信信号を測定距離に応じて修正する必要がある。

乳房とアンテナ間距離の計測にはＵＷＢレーダを用いる方法とレーザレーダを用いる方法が考えられている。非特許文献４では、１〜１１ＧＨｚの広帯域パルスを照射しながらアンテナをらせん状に機械走査して４０か所の測定データ取得し１０００点で補間して乳房の３次元形状を推定している。非特許文献５ではＵＷＢレーダとレーザレーダについて、高さを変えながら回転走査して乳房の３次元形状を推定し、レーザレーダのほうが、推定精度が高いことを報告している。

現在の乳癌のスクリーニング手段であるＸ線マンモグラフィでは乳房をガラス板で挟んで平らにして撮像しているので被検者の苦痛が大きい。このため次の特許文献２では乳房に合わせた型の一方にＸ線フィルムを置き、反対側からＸ線を照射する方法が記載されている。又、特許文献３ではＸ線撮影の際、乳房の位置を固定するため乳房を型に入れ更に真空ポンプで吸引して撮像部の形を整える方法が記載されている。
又、特許文献４では各種センサ（光，X線，電磁波，超音波，磁気，インピーダンス）を剛性表面の内側に貼り付けて撮像部に密着させて撮像する方法が記載されている。

特開平６−５０３７３１号公報 特開２００７−１５９９６５号公報 特開２００８−２２０６３８号公報 特表２００９−５０８５３９号公報

「初期乳癌発見のための時空ビームフォーミングによるＵＷＢマイクロ波撮像の概観（An Overview of Ultra-Wideband Microwave Imaging via Space-Time Beamforming for Early-Stage Breast-Cancer Detection）」、米国電子電気学会(IEEE）、アンテナ・伝搬情報誌(Antennas and Propagation Magazine)、第47巻, 第1号, 2005年, pp. 19-34 「乳癌発見のための適応ビームフォーミングによるマイクロ波撮像（Microwave Imaging via Adaptive Beamforming Method for Breast-Cancer Detection）」、電磁波及びその応用ジャーナル(Journal of Electromagnetic Waves and Applications), 第20巻, 第1号, 2006年, pp. 53-63 「ガウス・ニュートン法及びＣＧＬＳ反転アルゴリズムを用いた乳癌検査のための非線形マイクロ波撮像（Nonlinear Microwave Imaging for Breast-Cancer Screening Using Gauss Newton's Method and CGLS Inversion Algorithm）」、米国電子電気学会(IEEE）、アンテナ・伝搬会報(Transactions on Antennas and Propagation), 第55巻, 第8号, 2007年, pp. 2320-31 「マイクロ波モノスタティック後方散乱測定を用いた乳房表面の評価（Estimating the Breast Surface Using Microwave Monostatic Backscatter Measurement）」、,米国電子電気学会(IEEE）、生物工学会報(Transactions on Biomedical Engineering), 第55巻, 第1号, 2008年, pp. 247-256 「マイクロ波撮像システムのためのマイクロ波表面検出とレーザ表面検出の比較（Comparison of microwave and laser surface detection for microwave imaging system）」, 第１３回応用電磁気学国際会議及びカナダ無線科学会議（13th International Symposium on Applied Electromagnetics and the Canadian Radio Science Meeting ）, 2009年

従来の初期乳癌のスクリーニング技術は、以下のような問題がある。特許文献２、３については、Ｘ線源が乳房を固定する型と分離しており、位置決めの機構が大掛かりである。Ｘ線マンモグラフィは、Ｘ線被曝、低コントラストの欠点があり、装置規模が大きくＸ線放射技師も必要で診断手段としては高コストである。

特許文献４については超音波やインピーダンスCTへの適用を想定し，センサと撮像部の密着のみについて言及されている。アンテナ素子と皮膚を密着させるとアンテナのインピーダンス特性が変化して反射損失が増し、電磁波が撮像部内部に進行せず撮像に必要な応答が得られない。

非特許文献１と３の方法については、解像度が不足し数mmの初期癌を発見することは困難と予測される。文献１での臨床撮像は報告されておらず、文献３では直径4cmの進行癌の撮像結果しか報告されていない。

非特許文献２の方法は非特許文献１の方法より高解像度であるが、計算処理の途中で一意に定められないパラメータを含むのでパラメータを適切に設定しないと撮像に失敗する。又演算量が大きく、最終的な診断画像を得るには膨大な時間を要する。

非特許文献３の方法では、複数の受信応答から診断領域の誘電率ないしは導電率分布を逆問題によって求める。逆問題は一般的に不良設定問題（ill-posed problem）で、ティホノフ（Tikhonov）の方法で適切化することが多い。ティホノフの方法は一意的に定めることのできないパラメータを含み、パラメータを適切に設定しないと撮像に失敗する。又、電磁波伝搬解析を実施し、逆問題で得た解と比較しながら最適解を求めていくが、電磁波伝搬解析の演算量は大きく、最終的な診断画像を得るには膨大な時間を要する。

又、マイクロ波イメージング全ての手法について、整合媒体が必要である。乳房の小さい被検者はうつ伏せにしても下垂量が小さく、整合媒体に浸すことが難しい。整合媒体は油脂（グリセリンなど）で調合されるが、整合媒体に乳房を浸す不快感、整合媒体の飛沫による周囲の汚染も予測される。又、乳房とアンテナ間距離を計測し、受信応答を測定距離に応じて修正する必要がある。距離測定センサの位置を機械的に連続走査する必要がある。乳房が動くと撮像結果の信頼性が低下するため、診断中は乳房を固定する必要があり、診断装置の規模、被検者の不快感、診断時間の増大が予測される。

上記問題点を鑑み、本発明は、高コントラスト、高解像度で、Ｘ線被曝がなく、検診コストの低い、安全、確実、快適、高速で且つ信頼性の高いマイクロ波イメージングによる異常細胞の診断装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の様態は、（イ）半円球状の内壁面を有する容器、及びこの内壁面に沿って配置され、撮像部位の電磁気学特性を持つ材料で構成され、被測定対象部位の電気的測定をする複数のプローブを有するプローブアレイと、（ロ）被測定対象部位の全体をプローブアレイで覆い、この内壁面に被測定対象部位の皮膚を密着させ、被測定対象部位とプローブアレイとの相対的位置を固定する固定手段と、（ハ）複数のプローブを制御して電気的測定を実行し、電気的測定によるデータを解析して、被測定対象部位中の異常細胞を検出する測定制御解析手段とを備える診断装置であることを要旨とする。

本発明によれば、高コントラスト、高解像度で、Ｘ線被曝がなく、検診コストの低い、安全、確実、快適、高速で且つ信頼性の高いマイクロ波イメージングによる異常細胞の診断装置を提供することができる。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る診断装置のセンサ部の概観を示す模式図である。図１（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る診断装置に用いるプローブの構造を説明する断面図である。 第１の実施の形態に係る診断装置の構造を説明する模式的なブロック図である。 第１の実施の形態に係る診断装置に用いるプローブ（アンテナ）の構造を説明する断面図である。 第１の実施の形態に係る診断装置に用いるプローブをシミュレーションした電圧定在波比の周波数特性である。 第１の実施の形態に係る診断方法に用いるアーチファクト除去方法を説明する模式的なブロック線図である。 図５に示すアーチファクト除去方法により得られた信号と１つのプローブの受信信号とを図示した一例である。 比較のため、従来の超音波診断装置で用いられる撮像アルゴリズムの原理を説明する概念図である。 第１の実施の形態に係る診断装置の診断画像の再構成で使われる散乱電力計算のアルゴリズムを説明するブロック図である。 図９（ａ）は、第１の実施の形態に係る診断装置の診断画像の再構成アルゴリズムの有効性を示すためのシミュレーションモデルのＸ−Ｙ平面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示したモデルのＸ−Ｚ平面図である。 第１の実施の形態に係る診断装置の診断画像の再構成アルゴリズムの有効性を示すためのシミュレーション条件である。 第１の実施の形態に係る診断装置の診断画像の再構成アルゴリズムの有効性を示すためのシミュレーションモデルである。 第１の実施の形態に係る診断装置の診断画像の再構成アルゴリズムの有効性を示すシミュレーション結果である。 第１の実施の形態に係る診断装置の診断画像の再構成アルゴリズムの有効性を示すシミュレーション結果である。 第１の実施の形態に係る診断装置の診断画像の再構成アルゴリズムの有効性を示すシミュレーション結果である。 本発明の第２の実施の形態に係る診断装置のプローブアレイの構造を示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係るハイブリッド撮像と比較するための図であり、従来の断層撮影における、撮像対象の真の複素誘電率分布を示す図で、図１６（ａ）は実数部、図１６（ｂ）は虚数部を示す。 従来の断層撮影において、図１６に示した複素誘電率分布を撮像して画像回復した結果を示す図で、図１７（ａ）は実数部、図１７（ｂ）は虚数部を示す。 第３の実施の形態に係るハイブリッド撮像の有効性を説明するための図で、図１８（ａ）は撮像対象の真の複素誘電率分布の実数部を示し、図１８（ｂ）はその虚数部を示す。 第３の実施の形態に係るハイブリッド撮像において、図１８に示した複素誘電率分布を、撮像して、画像回復した結果を示す図で、図１９（ａ）は実数部、図１９（ｂ）は虚数部を示す。 第３の実施の形態に係るハイブリッド撮像によれば、物体定数分布（断層像）の計算が収束することを示すことを説明するために、元の被測定対象部位中の物体定数分布を示す図で、図２０（ａ）は比誘電率の分布を示し、図２０（ｂ）は導電率の分布を示す。 第３の実施の形態に係るハイブリッド撮像において、マルチスタティックレーダによる周波数−空間ビーム形成で、被測定対象部位からの反射を測定してエネルギー分布を測定し、異常細胞の位置が特定された状態を説明する図である。 第３の実施の形態に係るハイブリッド撮像によれば、断層像を求めることができることを示す図で、図２２（ａ）は、異常細胞の位置情報がわかっている場合に計算で得られた比誘電率の分布を示し、図２２（ｂ）は、異常細胞の位置情報がわかっている場合に計算で得られた導電率の分布を示す。 図２３（ａ）は、比較のため、異常細胞の位置情報がわかっていない場合の計算では、比誘電率の分布が発散してしまうことを、図２３（ｂ）は、導電率の分布が発散してしまうことを示す図である。 従来のマイクロ波イメージング方法を説明する断面図である。

次に、図面を参照して、本発明の第１〜第３の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、装置の構成等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。又、以下に示す第１〜第３の実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る診断装置は、図１（ａ）及び図２に示すように、半円球状の内壁面を有する容器１、及び内壁面に沿って配置され、被測定対象部位の電気的測定をする被測定対象部位の電気的特性を持つ材料で構成した複数のプローブ２を有するプローブアレイ（１，２）と、被測定対象部位の全体をプローブアレイ（１，２）で覆い、内壁面に被測定対象部位の皮膚を密着させ、被測定対象部位とプローブアレイ（１，２）との相対的位置を固定する固定手段（３，４，５）と、複数のプローブ２を制御して電気的測定を実行し、電気的測定によるデータを解析して、被測定対象部位中の異常細胞を検出する測定制御解析手段１０とを備える。

図１（ａ）に示すように容器１は、樹脂等で内壁を半円球状に形成されている。第１の実施の形態に係る診断装置においては、複数のプローブ２のそれぞれが、被測定対象部位に電磁波を照射するアンテナ２であり、アンテナ２が、容器１の内壁面に複数配置されてＵＷＢレーダを構成している。アンテナ２は撮像部位の平均誘電率と誘電損失を持つ材料を使って構成しており、平状又はコンフォーマル状の多層構造のアンテナである。図１（ａ）に示すように、固定手段（３，４，５）は、プローブアレイ（１，２）の頂点付近に設けられた排気口３に接続される排気手段（４，５）を備え、この排気手段（４，５）による排気により被測定対象部位を吸引し、被測定対象部位の皮膚を内壁面に密着させる。排気手段（４，５）は、排気口３に接続されるチューブ状の排気管４と、排気管４に接続されプローブアレイ（１，２）の内壁側を減圧するアスピレータ等の減圧装置５で構成可能である。複数のプローブ２は、マイクロ波等の電磁波を送受信をし、複数のプローブ２からは、それぞれ複数の入出力ケーブル６が引き出されている。入出力ケーブル６の引き出し口は、空気が漏れないように樹脂等で封印されている。

第１の実施の形態に係る診断装置のプローブアレイ（１，２）は、被測定対象部位としての乳房の全体を覆うようにかぶせて使用し、初期乳癌のスクリーニングを行うことが可能である。このため、本発明のプローブとしてのアンテナ２は、例えば、図１（ｂ）及び図３に示すように、４層構造をなすスロット給電のスタックパッチアンテナを採用することができる。アンテナ２は、例えば、厚さ１．２７ｍｍ、誘電率１０．２の誘電基板２０５と、誘電基板２０５上に設けられ、上面にパッチ層２０３、下面にパッチ層２０４を実装された厚さ０．８ｍｍ、誘電率２．２の誘電基板２１０と、誘電基板２１０上に設けられ、上面にスロット層２０２を実装された厚さ１．９２ｍｍ、誘電率１０．２の誘電基板２０９と、誘電基板２０９上に設けられ、上面にストリップ線路層２０１を実装された厚さ０．６４ｍｍ、比誘電率１０．２の誘電基板２０８とから構成することができる。誘電率１０．２という値は乳房の脂肪組織の比誘電率9.8とほぼ等しい。

ストリップ線路層２０１は、出力端をコネクタ等を介して、図１（ａ）に示すように入出力ケーブル６に接続される。ストリップ線路層２０１と、パッチ層２０３，２０４とは、スロット層２０２を介して電磁結合される。一般にパッチ層２０３，２０４の大きさは異なる。アンテナ２は、容器１の内壁に、誘電基板２０５を露出するように埋め込まれ、被測定対象部位（乳房）２０６の表面の皮膚に密着した状態で整合を取る。このように構成すると電磁気学的にアンテナが乳房内にあると等価となり、電磁波が効率よく乳房組織に侵入する。

以上のように、図３を参照して例示的に説明した使用条件で計算したアンテナ２の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）を図４に示す。図４に示すように、周波数４〜１０ＧＨｚでＶＳＷＲ＜２．５を実現していることが確認できる。皮膚との密着を前提に設計したアンテナ２の使用により、電磁波は効率よく被測定対象部位（乳房）２０６内に進入するようになり、アンテナ２と被測定対象部位（乳房）２０６を整合媒体に浸す必要がなくなる。

図２に示すように、測定制御解析手段１０は、複数のアンテナ２の駆動を制御する電子スイッチ１０８と、電子スイッチ１０８を介して、複数のアンテナ２の駆動を制御し、複数のアンテナ２からの信号を解析するベクトルネットワークアナライザ１０９と、電子スイッチ１０８の切り換え動作を制御する制御演算装置１１０と、制御演算装置１１０と接続され、測定条件、測定結果等を表示する表示装置１２１とを備える。制御演算装置１１０としてはパーソナルコンピュータ(ＰＣ)や各種のマイクロプロセッサ等が使用可能である。

電子スイッチ１０８は、制御ポート１１８を備え、ケーブル１１５を介して、制御ポート１１８と制御演算装置１１０とが接続される。電子スイッチ１０８は、更に同軸ケーブル１０７を介して、プローブアレイ（１，２）と接続される。同軸ケーブル１０７は、複数のアンテナ２から引き出された複数の入出力ケーブル６から形成される。ベクトルネットワークアナライザ１０９は、入出力ポート１１３と入力ポート１１４とを備え、入出力ポート１１３と入力ポート１１４は、それぞれ同軸ケーブル１１６を介して、電子スイッチ１０８と接続される。

制御演算装置１１０は、ＧＰＩＢケーブル１１７を介してベクトルネットワークアナライザ１０９と相互接続するためのＧＰＩＢボード１１１と、ケーブル１１５を介して電子スイッチ１０８に接続する入出力インターフェース１１２と、測定に関する種々のパラメータや、測定結果等を格納する記憶装置１１９と、測定や撮像に必要な種々の演算を行う演算処理装置１２０と、制御演算装置１１０の各部、電子スイッチ１０８及びベクトルネットワークアナライザ１０９の駆動を制御する制御装置１２２を備える。

第１の実施の形態に係る診断装置は、排気口３の位置が、被検者の乳頭の位置と合うようにプローブアレイ（１，２）を被測定対象部位（乳房）２０６にかぶせ、減圧装置５により排気して使用される。減圧装置５によりプローブアレイ（１，２）と被測定対象部位（乳房）２０６の隙間との空気が吸引されることによって、被測定対象部位（乳房）２０６の皮膚がプローブアレイ（１，２）の内壁に密着し、被測定対象部位（乳房）２０６が半球状に成形されるとともに複数のアンテナ２とも密着する。複数のアンテナ２と被測定対象部位（乳房）２０６の皮膚面との位置関係は一定になり、図５を参照して説明した平均化処理により、皮膚からの大きな反射を取り除き、腫瘍からの応答を鮮明にとらえることができる。機械的に被測定対象部位（乳房）２０６の形状を成型するので、うつ伏せの姿勢を取って被測定対象部位（乳房）２０６を下垂させる必要がなく、立ったままで検査が可能である。更に、被測定対象部位（乳房）２０６の大きさの個人差に対応するため、予め異なる半径を有する半円球状のプローブアレイ（１，２）を複数用意し、被測定対象部位（乳房）２０６の大きさに応じて選択使用する。

即ち、第１の実施の形態に係る診断装置によれば、受信応答を測定距離に応じて修正する必要はなく被測定対象部位（乳房）とプローブ間距離を計測するシステムは排除される。第１の実施の形態に係る診断装置においては、異なる半径を有する半円球状の容器１を個人差に適応して使用することにより、乳房を下垂させないので、乳房の小さい被検者にも適用できる。異なる半径を有する半円球状の容器１を複数用意することによって被測定対象部位（乳房）２０６の吸引による不快感も軽減することができるという有利な効果を奏することができる。又、特許文献２，３と異なり送受のセンサが型と一体となるため被検者の動きは自由であるという有利な効果を奏することができる。

ここでＮ個のアンテナ２−１，２−２，……，２−Ｎを持つプローブアレイ（１，２）を仮定し、電子スイッチ１０８とベクトルネットワークアナライザ１０９と制御演算装置１１０の動作を説明する。

制御演算装置１１０の制御装置１２２は、以下のように、ネットワークアナライザ１０９の入出力ポート１１３及び入力ポート１１４と、複数のアンテナ２から選択される２つのプローブとを、それぞれ順次接続する制御信号を、電子スイッチ１０８に出力する。

制御演算装置１１０は電子スイッチ１０８に、ベクトルネットワークアナライザ１０９の入出力ポート１１３をプローブアレイ（１，２）の１番目のアンテナ２−１に、入力ポート１１４をプローブアレイ（１，２）の２番目のアンテナ２−２に接続する命令を出す。電子スイッチ１０８での接続動作が完了したら、ベクトルネットワークアナライザ１０９は、予め定められた周波数範囲の掃引信号を入出力ポート１１３から出力し、アンテナ２−１から送信する。ベクトルネットワークアナライザ１０９は、アンテナ２−２からの受信信号を受信し、アンテナ２−１〜アンテナ２−２間の伝送損失Ａ₁₂（ｆ）と伝送位相Ｐ₁₂（ｆ）を測定する。伝送損失と伝送位相は周波数を掃引した周波数ｆに関する応答である。測定結果は、ＧＰＩＢケーブル１１７を介して、制御演算装置１１０に出力され、制御演算装置１１０の記憶装置１１９に格納される。

次に制御演算装置１１０は電子スイッチ１０８に、ベクトルネットワークアナライザ１０９の入出力ポート１１３を１番目のアンテナ２−１に、入力ポート１１４を３番目のアンテナ２−３に接続する命令を出す。電子スイッチ１０８での接続動作が完了したら、ベクトルネットワークアナライザ１０９はアンテナ２−１〜アンテナ２−３間の伝送損失Ａ₁₃（ｆ）と伝送位相Ｐ₁₃（ｆ）を測定する。測定結果はＧＰＩＢケーブル１１７を介し制御演算装置１１０に送られ、制御演算装置１１０の記憶装置１１９に記憶される。送信側のアンテナ２−１に対して、上記動作をアンテナ２−Ｎまで繰り返し行う。

次に、制御演算装置１１０は電子スイッチ１０８に、ベクトルネットワークアナライザ１０９の入出力ポート１１３を２番目のアンテナ２−２に、入力ポート１１４を３番目のアンテナ２−３に接続する命令を出す。電子スイッチ１０８での接続動作が完了したら、ベクトルネットワークアナライザ１０９はアンテナ２−２〜アンテナ２−３間の伝送損失Ａ₂₃（ｆ）と伝送位相Ｐ₂₃（ｆ）を測定する。測定結果はＧＰＩＢケーブル１１７を介し制御演算装置１１０に送られ、制御演算装置１１０の記憶装置１１９に記憶される。

次に制御演算装置１１０は電子スイッチ１０８に、ベクトルネットワークアナライザ１０９の入出力ポート１１３を２番目のアンテナ２−２に、入力ポート１１４を４番目のアンテナ２−４に接続する命令を出す。電子スイッチ１０８での接続動作が完了したら、ベクトルネットワークアナライザ１０９はアンテナ２−２〜アンテナ２−４間の伝送損失Ａ₂₄（ｆ）と伝送位相Ｐ₂₄（ｆ）を測定する。測定結果はＧＰＩＢケーブル１１７を介し制御演算装置１１０に送られ、制御演算装置１１０の記憶装置１１９に記憶される。上記の動作をアンテナ２−Ｎに関する受信まで繰り返し行う。

一連の動作は、制御演算装置１１０が電子スイッチ１０８に、ベクトルネットワークアナライザ１０９の入出力ポート１１３をプローブアレイ（１，２）の（Ｎ−１）番目のアンテナ２−（Ｎ−１）に、入力ポート１１４をプローブアレイ（１，２）のＮ番目のアンテナ２−Ｎに接続する命令を出し、ベクトルネットワークアナライザがアンテナ２−（Ｎ−１）〜アンテナ２−Ｎ間の伝送損失２Ａ_{N-1 N}（ｆ）と伝送位相Ｐ_{N-1 N}（ｆ）を測定し、制御演算装置１１０の記憶装置１１９に記憶されるまで繰り返される。

全てのデータ取得が終了すると測定データは演算処理装置１２０に送られ撮像範囲の散乱電界分布を計算する。演算処理装置１２０は、計算結果を診断画像として、表示装置１２１に表示する。

撮像アルゴリズムは、皮膚の反射などのアーチファクトを取り除く前処理と、撮像領域の各ピクセルについて散乱電力を求める周波数空間ビームフォーミングとの２つの処理で構成される。

記憶装置１１９に蓄えられたアンテナ２−ａ〜アンテナ２−ｂ間（ａ＝１，２，…，Ｎ−１，ｂ＝１，２，…，Ｎ，ａ＜ｂ）の伝送損失Ａ_ａｂ（ｆ）と伝送位相Ｐ_ab（ｆ）は複素信号に書き直された後逆フーリエ変換され、時間領域信号ｄ_ab（ｔ）に変換される。プローブと皮膚は密着しているのでどのプローブについても皮膚からの応答は同じように受信される。そこで、同じ位置関係にある２つのプローブからの受信信号を平均して校正信号とし、各プローブの受信信号との差を取る。この処理によって同じ位置関係にあるプローブからの受信信号に同じように含まれる皮膚からの反射が取り除かれる。図５は上記の処理を説明している。この処理を全てのプローブの組み合わせについて行い、全ての受信信号から皮膚からの反射信号を除去する。

従来の超音波診断装置ではＤＡＳ（Delay And Sum）アルゴリズムにより撮像を行う。図７はＤＡＳアルゴリズムの原理を示す説明図である。ＤＡＳアルゴリズムは送受信プローブと撮像領域にある任意のピクセルと送受信プローブの距離に応じた伝搬遅延だけ別の位置にある複数のプローブの受信応答時間を補正して加算する。その点に腫瘍があって大きな散乱波が放射されている場合、各プローブからの散乱応答信号の時間がそろい、加算すると大きな応答が得られる。その点に腫瘍がなければ散乱応答信号の時間はそろわず、加算しても大きな応答は得られない。撮像領域全手のピクセルについて以上の処理を行い、３次元の散乱電力分布図を生成する。ＤＡＳは媒質の周波数特性が考慮されていない。媒質の周波数特性を考慮し指定のピクセルでアレイ利得が１になる重みを使って周波数―空間領域で指向性合成する手法が非特許文献１のＭＩＳＴ（Microwave Imaging via Space-Time beamforming）である。

非特許文献１では同一位置のプローブで送信と受信を行うモノスタティックレーダでの使用が前提で、マルチスタティックレーダでの適用は考慮されていない。本発明ではこれをマルチスタティックレーダに適用できるように改変して撮像を行う。以下、撮像領域の任意の位置ｒ_０での処理手順を示した図８を参照してＭＩＳＴの処理を説明する。

予め、制御装置１２２は、ベクトルネットワークアナライザ１０９に、測定開始信号を出力し、ベクトルネットワークアナライザ１０９の測定終了信号を受信した後、伝送損失と伝送移送の測定結果を読み出す。読み出された伝送損失と伝送移送は、演算処理装置１２０において複素信号に変換された後、逆フーリエ変換され、時間領域信号となる。このようなｉ番目のプローブから送信されｊ番目のプローブで受信した信号をｘ_ｉｊ［ｎ］とする（ｎは離散時間）。

先ず、ステップＳ１０１において、ｘ_ij［ｎ］を整数倍サンプルｎ_ij（ｒ_０）＝ｎ_ａ−τ_ij（ｒ_０）だけ遅らせる。ここでτ_ij（ｒ_０）はｒ_０でのサンプル間隔Ｔ_ｓ単位の伝搬遅延である。又、

で、撮像領域での最大伝搬遅延である。

次に、ステップＳ１０２において、ｎ_ａより前にあるクラッタを除くため次の窓関数をかける：

ステップＳ１０３において、この信号を周波数領域に変換して、ステップＳ１０４において周波数−空間領域でビームフォーミングする。振幅応答が１で線形位相応答を持つビームフォーマのウェイトＷ_ij［ｌ］は次の式であらわされる：

ω_ｌはｌ番目の周波数、Ｉ［ω_ｌ］は送信信号のスペクトル、

はｉ番目のプローブとｊ番目のプローブとのｌ番目の周波数のｒ_０の位置でのマルチスタティックレーダ応答から伝搬遅延に関する位相シフトを除いた応答、τ_０＝（Ｎ−１）／２はビームフォーマの平均伝搬遅延、Ｍは離散周波数の数である。

ステップＳ１０５において、ビームフォーマの周波数領域での出力を求める。周波数領域での出力は次の式であらわされる：

Ｘ_ij（ｒ_０，ω_ｉ）はｉ番目のプローブとｊ番目のプローブとのｌ番目の周波数のｒ_０の位置での周波数領域の受信応答である。ステップＳ１０６において、これをフーリエ変換して時間領域信号ｚ［ｎ］に戻し、ステップＳ１０７において、散乱電力の計算のため次の窓関数をかけ時間応答の主ローブの部分を取り出す：

ここで［ｎ_ｈ ｎ_ｈ＋ｌ_ｈ］の部分に 主ローブが位置していると仮定している。ステップＳ１０８において、窓関数をかけた後エネルギーを計算してｒ_０での散乱電力とする：

以上の計算は撮像領域にある全てのピクセルについて実施される。本発明のアルゴリズムが非特許文献１、２に優越することを計算機シミュレーションによって示す。図９〜図１１にシミュレーションモデルを示す。撮像対象は皮膚、脂肪組織、乳腺組織、胸壁、乳頭、腫瘍から構成される。それぞれの構成の誘電率、導電率も図１０に合わせて示している。図１１に示すように、プローブは１２×６素子６０２を半径４ｃｍの半球面６０１上に置く。腫瘍の半径は３ｍｍ、皮膚の厚さは２ｍｍである。ピクセルの大きさは１辺が１ｍｍの立方体である。

図１２は本発明、図１３は非特許文献２、図１４は非特許文献１のアルゴリズムによる撮像シミュレーション結果である。本発明のアルゴリズムが最もはっきりと腫瘍をとらえ、偽像も少ない。１ピクセルあたりの計算時間はＰｅｎｔｉｕｍ４（登録商標）の２．２ＧＨｚのＰＣを使用した場合、本発明のアルゴリズムが２１秒、非特許文献２のアルゴリズムが１８６秒、非特許文献３のアルゴリズムが０．０５秒で、非特許文献１よりは演算量が大きいが実用上許容できる範囲内である。

上記のように、第１の実施の形態に係る診断装置によれば、プローブとしてのアンテナ２は被測定対象部位２０６の皮膚に密着した状態で整合が取られているので、アンテナ２から放射される電磁波は効率よく被測定対象部位（乳房）２０６内に進入するようになり、アンテナ２と被測定対象部位（乳房）２０６を整合媒体に浸す必要がなくなる。又、整合媒体に被測定対象部位（乳房）２０６を浸す不快感、整合媒体の飛沫による周囲の汚染もないという有利な効果を奏することができる。

ＵＷＢレーダはインパルスレーダの一種で距離分解能に優れる。しかし、パルス幅は極端に狭く、信号処理のため直接ＡＤ変換器により標本化することは困難である。そこで、第１の実施の形態に係る診断装置においては、フーリエ変換を利用し、時間領域のインパルスを広帯域の周波数領域信号に変換している。インパルスの送受信は周波数掃引信号の送受信と等価である。ベクトルネットワークアナライザ１０９は伝送・反射特性を、周波数を掃引しながら測定することができるので、送受信機として使用できる。ベクトルネットワークアナライザ１０９は汎用測定器であるので容易に入手可能で信頼性も高いという有利な効果を奏することができる。

モノスタティックレーダの場合、散乱応答はベクトルネットワークアナライザ１０９の反射測定によって求められる。マルチスタティックレーダの場合、送信と受信のアンテナ２は別になるので、散乱応答は伝送測定によって求められる。異なる場所に設置した複数の受信アンテナ２を持つマルチスタティックレーダは、多くの散乱応答情報を得ることができる。更に、送信アンテナ２の位置を変えて受信することにより、より多くの散乱応答情報を得ることができる。N個のアンテナ２を持つマルチスタティックレーダでは最大_NC₂=N（N-1）/2通りの送受信の組み合わせが可能である。標準的なベクトルネットワークアナライザ１０は2ポートの入出力を持つので複数の位置で同時受信することができない。そこで受信アンテナ２を順次選択して時分割で受信する。同様に送信についても、送信アンテナ２を順次選択して時分割で送信する。上記の電子スイッチは時分割送受信のために設けられる。

第１の実施の形態に係る診断装置における散乱電力分布の計算は、_NC₂=N（N-1）/2通りの送受信の組み合わせで得た周波数領域でのマルチスタティックレーダ応答（伝送損失と伝送位相）に周波数・空間領域のビームフォーミングを適用して実現しているので、一意に定まらないパラメータを含まず撮像結果の信頼性が高い。したがって、第１の実施の形態に係る診断装置においては、演算量も小さく、多数の診断に耐えられるという有利な効果を奏することができる。

（第２の実施の形態）
プローブアレイは、第１の実施の形態において説明したような、多層構造の平面またはコンフォーマルアンテナに限定されるものではない。本発明の第２の実施の形態に係るプローブアレイ（３０１，３０２）は、図１５に示すように、第１の実施の形態と同様に半円球状の樹脂で成形されるが、容器３０１の内壁面と外壁面とで囲まれた空洞部に、複数のプローブ（アンテナ）３０２が配置され、被測定対象部位３０４としての乳房の脂肪層と同じ誘電率と導電率を持つ整合媒体３０５が満たされている点で第１の実施の形態と異なる。

プローブアレイ（３０１，３０２）は、図１５に示すように、半円球状の内壁を有する容器３０１と、内壁と対向する外壁とで囲まれた空洞部に配置された複数のアンテナ（プローブ）３０２と、空洞部に充填された整合媒体３０５とを備える。

図示を省略しているが、第１の実施の形態に係る診断装置と同様に、第２の実施の形態に係る診断装置も、被測定対象部位の全体をプローブアレイ（３０１，３０２）で覆い、内壁面に被測定対象部位の皮膚を密着させ、被測定対象部位とプローブアレイ（３０１，３０２）との相対的位置を固定する固定手段（図１の符号３，４，５参照）と、複数のプローブ３０２を制御して電気的測定を実行し、電気的測定によるデータを解析して、被測定対象部位中の異常細胞を検出する測定制御解析手段（図２の符号１０参照。）を更に備える。第２の実施の形態に係る診断装置の容器３０１は、図１５に示すように、頂点付近に排気口３０３が設けられているので、第２の実施の形態に係る固定手段は、排気口３０３から容器３０１の内壁側を排気することができる。容器３０１の排気口３０３と、被検者の乳頭の位置とが合うように容器３０１を被測定対象部位（乳房）３０４の全体を覆うようにかぶせ、減圧装置（アスピレータ）により排気する。排気によって乳房３０４の皮膚が容器３０１の内壁に密着し、乳房３０４が半球状に成形される。このような構造とすることにより平面又はコンフォーマル構造を持たない複数のアンテナ３０２を使うことができる。乳房３０４の脂肪層と同等の誘電率と導電率を持つ整合媒体３０５を使用しているので組織内への電磁波の透過量が増す。

固定手段を用いて、プローブアレイ（３０１，３０２）と乳房３０４との間を排気し、プローブアレイ（３０１，３０２）の内壁面と乳房３０４とを密着させて固定することにより、複数のアンテナ３０２と乳房３０４の皮膚面との位置関係は一定になる。測定制御解析手段を用いて、図５を参照して説明した平均化処理により、皮膚からの大きな反射を取り除くことができ、腫瘍からの応答を鮮明にとらえることができるという有利な効果を奏することができる。

又、機械的に乳房３０４の形状を成型するので、整合媒体を使っても、うつ伏せの姿勢を取って乳房３０４を下垂させる必要がなく、立ったままで検査が可能であるという有利な効果を奏することができる。乳房３０４の大きさの個人差に対応するため、予め異なる大きさのプローブアレイ（３０１，３０２）を複数用意し、乳房３０４の大きさに応じて選択使用することは第１の実施の形態と同様である。

（第３の実施の形態）
第１及び第２の実施の形態では、マルチスタティックレーダによる周波数−空間ビーム形成で病変部分を特定する技術について説明したが、本発明の第３の実施の形態に係る診断装置では、被測定対象部位中の異常細胞（病変部分）を検出した後に、異常細胞部分（病変部分）の周辺のみの断層撮影を行う断層撮影手段を更に備え、ハイブリッド撮像アルゴリズムにより、ハイブリッド撮像を行うことができる。

第３の実施の形態に係る診断装置を用いたハイブリッド撮像によれば、より高い精度で撮像エリアの複素誘電率（比誘電率と導電率）分布を推定することができるが、第３の実施の形態に係る診断装置の断層撮影手段については、非特許文献３や特許文献１に記載されているような公知の技術を用いることが可能である。あるいは、第３の実施の形態に係る断層撮影手段として、プローブ２の送信及び受信の組み合わせを適宜変えて、受信した信号から伝搬モデルを逆演算して撮像エリアの複素誘電率（比誘電率と導電率）分布（断層像）を推定するような手段を構成してもよい。

図１６〜図１９を用いて、計算機シミュレーションによる第３の実施の形態に係るハイブリッド撮像の有効性を評価する。図１６及び図１７は、比較のため、従来の断層撮影による撮像結果を示す図で、図１６は、ある平面内の真の複素誘電率分布，図１７は画像回復した結果である。従来の断層撮影による撮像では、画像回復した結果は正しい複素誘電率となっていないことがわかる。

図１８及び図１９は、第３の実施の形態に係るハイブリッド撮像において、異常細胞（病変部分）の位置を特定して、予備知識を与えてから断層撮影した結果を示す図である。図１８は真の複素誘電率分布，図１９は画像回復した結果である。第３の実施の形態に係るハイブリッド撮像によれば、画像回復した結果は正しい複素誘電率となっていることが分かる。

図２０〜図２３も、異常細胞（病変部分）の位置の特定無しで物体定数分布（断層像）を求めるとデータが発散してしまうが、異常細胞（病変部分）の位置情報がわかっている状態で物体定数分布（断層像）を計算すると収束して断層像を求めることができることを示す図である。

即ち、図２０は、元の被測定対象部位中の物体定数分布を示す図で、図２０（ａ）は比誘電率の分布を示し、図２０（ｂ）は導電率の分布を示す。一方、図２１は、第１又は第２の実施の形態で説明したマルチスタティックレーダによる周波数−空間ビーム形成で、被測定対象部位からの反射を測定してエネルギー分布を測定し、異常細胞（病変部分）の位置を特定したことを示す図である。図２１のように、エネルギー分布中に異常細胞（病変部分）の位置情報がわかっている場合は、図２２に示すように、物体定数分布（断層像）を計算すると収束して断層像を求めることができることが分かる。図２２（ａ）は、異常細胞（病変部分）の位置情報がわかっている場合に計算で得られた比誘電率の分布を示し、図２２（ｂ）は、異常細胞（病変部分）の位置情報がわかっている場合に計算で得られた導電率の分布を示す。

これに対し、異常細胞（病変部分）の位置の特定無しで物体定数分布（断層像）を求めると、図２３のように、データが発散してしまうことが分かる。図２３（ａ）は、異常細胞（病変部分）の位置情報がわかっていない場合に計算で求めようとした比誘電率の分布のデータが発散することを示し、図２３（ｂ）は、異常細胞（病変部分）の位置情報がわかっていない場合に計算で求めようとした導電率の分布データが発散することを示す。

第３の実施の形態に係るハイブリッド撮像においては、撮像装置や撮像センサが共有できるので，改めてデータをとることなく撮像対象の複素誘電率分布が求められる。又、第３の実施の形態に係るハイブリッド撮像によれば、撮像アルゴリズムで発生する偽像(アーチファクト)消去に適用できるという利点もある。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は第１〜第３の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、第１，２の実施の形態においては、異なるプローブ間の伝送損失、伝送位相の測定結果に基づくアルゴリズムについて説明したが、同じプローブで送受信した反射損失、反射位相も測定し、伝送損失、伝送位相の測定結果と合わせて指向性合成してもよい。この場合、電子スイッチとベクトルネットワークアナライザと制御演算装置の動作は前述の動作に加え、次の動作が追加される。制御演算装置は電子スイッチに、ベクトルネットワークアナライザの入出力ポートを容器の１番目のプローブに接続する命令を出す。電子スイッチでの接続動作が完了したら、ベクトルネットワークアナライザは、予め定められた周波数範囲の掃引信号を出力ポートから出力して１番目のプローブからの反射信号を受信し、１番目のプローブの反射損失Ａ₁₁（ｆ）と反射位相Ｐ₁₁（ｆ）を測定する。測定結果は制御演算装置の記憶装置に記憶される。次に制御演算装置は電子スイッチに、ベクトルネットワークアナライザの入出力ポートを容器の２番目のプローブに接続する命令を出す。電子スイッチでの接続動作が完了したら、ベクトルネットワークアナライザは２番目のプローブの反射損失Ａ₂₂（ｆ）と反射位相Ｐ₂₂（ｆ）を測定する。測定結果はＰＣの記憶装置に記憶される。上記動作をＮ番目のプローブまで繰り返し行う。アーチファクト除去は前述の平均化処理が適用され、ピクセルでの散乱電力の計算は式（３）〜式（５）のｉ≠ｊの条件を外して実行する。

又、第１，２の実施の形態においては、制御演算装置１１０が減圧装置５の動作を制御し、減圧と測定の動作を連動するようにしてもよい。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明に係る診断装置及びプローブアレイは、安全、確実、快適、低コストの初期乳癌等の異常細胞の診断の分野に用いられる。

１，３０１，４０１…容器
２，３０２，４０２…プローブ
３，３０３，４０３…排気口
４…排気管
５…減圧装置
６…入出力ケーブル
１０…測定制御解析手段
５１…アンテナ
５２，３０５…整合媒体
５３，１０３，２０６，３０４，４０４，６０３…乳房（被測定対象部位）
１０７…同軸ケーブル
１０８…電子スイッチ
１０９…ネットワークアナライザ
１０９…ベクトルネットワークアナライザ
１１０…制御演算装置（ＰＣ）
１１１…ＧＰＩＢボード
１１２…入出力インターフェース
１１３…入出力ポート
１１４…入力ポート
１１５…ケーブル
１１６…同軸ケーブル
１１７…ＧＰＩＢケーブル
１１８…制御ポート
１１９…記憶装置
１２０…演算処理装置
１２１…表示装置
１２２…制御装置
１２２…表示装置
２０１…ストリップ線路層
２０２…スロット層
２０３，２０４…パッチ層
２０５，２０８，２０９，２１０…誘電基板
６０１…半球面
６０２…素子

Claims (21)

1. 半円球状の内壁面を有する容器、及び前記内壁面に沿って配置され、撮像部位の電磁気学特性を持つ材料で構成され、被測定対象部位の電気的測定をする複数のプローブを有するプローブアレイと、
   前記被測定対象部位の全体を前記プローブアレイで覆い、前記内壁面に前記被測定対象部位の皮膚を密着させ、前記被測定対象部位と前記プローブアレイとの相対的位置を固定する固定手段と、
   複数のプローブを制御して前記電気的測定を実行し、前記電気的測定によるデータを解析して、前記被測定対象部位中の異常細胞を検出する測定制御解析手段、
   とを備えることを特徴とする診断装置。
2. 前記複数のプローブのそれぞれが、前記被測定対象部位に電磁波を照射するアンテナであることを特徴とする請求項１に記載の診断装置。
3. 前記アンテナが、前記内壁面に複数配置されたことを特徴とする請求項２に記載の診断装置。
4. 前記容器が撮像部位の電磁気学特性を持つ材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の診断装置。
5. 前記容器が、前記内壁面に対向する外壁面を更に有し、前記内壁面と前記外壁面とで囲まれた空洞部に前記アンテナが複数配置され、前記空洞部に整合媒体が満たされている
   ことを特徴とする請求項２に記載の診断装置。
6. 前記固定手段が、前記プローブアレイの頂点付近に設けられた排気口に接続される排気手段を備え、
   該排気手段による排気により前記被測定対象部位を吸引し、前記被測定対象部位の皮膚を前記内壁面に密着させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の診断装置。
7. 前記測定制御解析手段が、
   前記複数のアンテナのそれぞれに接続されたベクトルネットワークアナライザと、
   前記複数のアンテナと前記ベクトルネットワークアナライザに接続される電子スイッチ
   とを備えることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の診断装置。
8. 前記プローブアレイを、前記被測定対象部位としての乳房の全体を覆うようにかぶせて使用し、初期乳癌のスクリーニングを行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の診断装置。
9. 前記プローブアレイの排気孔が、前記被測定対象部位としての乳房の乳頭に位置することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の診断装置。
10. 前記プローブアレイとして、異なる半径の半円球状の容器が複数用意され，乳房の全体を覆うように、乳房の大きさに応じて選択可能であることを特徴とする請求項７に記載の診断装置。
11. 前記複数のアンテナのそれぞれは，平面アンテナ又はコンフォーマルアンテナであることを特徴とする請求項２〜４及び７のいずれか１項に記載の診断装置。
12. 前記電子スイッチが、前記複数のアンテナの入出力端子のうち1つ又は2つを選択し，前記ベクトルネットワークアナライザの入出力ポートに接続することを特徴とする請求項６に記載の診断装置。
13. 前記ベクトルネットワークアナライザが周波数を掃引して伝送損失と伝送位相を測定することを特徴とする請求項６に記載の診断装置。
14. 前記ベクトルネットワークアナライザが周波数を掃引して反射損失と反射位相と伝送損失と伝送位相を測定することを特徴とする請求項６に記載の診断装置。
15. 前記測定制御解析手段が、前記複数のアンテナのうちの1つのアンテナに前記ベクトルネットワークアナライザの入出力ポートを順次接続し，該1つのアンテナを除く他のアンテナに前記ベクトルネットワークアナライザの入力ポートを順次接続する制御信号を前記電子スイッチに出力する制御装置を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の診断装置。
16. 前記測定制御解析手段が、
    前記電子スイッチに制御信号を出力した後，前記ベクトルネットワークアナライザに測定開始信号を出力し，前記ベクトルネットワークアナライザの測定終了信号を受信した後伝送損失と伝送位相の測定結果を読み出す制御装置と、
    前記測定結果と前記ベクトルネットワークアナライザの入出力ポートに接続されたアンテナの番号を保存する記憶装置
    とを更に備えることを特徴とする請求項６に記載の診断装置。
17. 前記測定制御解析手段が、
    前記電子スイッチに制御信号を出力した後，前記ベクトルネットワークアナライザに測定開始信号を出力し、前記ベクトルネットワークアナライザの測定終了信号を受信した後反射損失と反射位相の測定結果を読み出す制御装置と、
    前記測定結果と前記ベクトルネットワークアナライザの入出力ポートに接続されたアンテナの番号を保存する記憶装置
    とを更に備えることを特徴とする請求項７に記載の診断装置。
18. 前記測定制御解析手段が，
    前記ベクトルネットワークアナライザの1つの入出力ポートに対する複数の入力ポートの伝送損失と伝送位相の測定結果が前記ベクトルネットワークアナライザの入出力ポートに接続されたアンテナの数だけある複数組の伝送損失と伝送位相の測定結果を時空間ビームフォーミングにより合成して診断領域の散乱電力分布を求める演算処理装置と、
    前記散乱電力分布を表示する表示装置
    とを更に備えることを特徴とする請求項７に記載の診断装置。
19. 前記測定制御解析手段が，
    前記ベクトルネットワークアナライザの1つの入出力ポートに対する複数の入力ポートの伝送損失と伝送位相の測定結果が前記ベクトルネットワークアナライザの入出力ポートに接続されたアンテナの数だけある複数組の伝送損失と伝送位相と前記ベクトルネットワークアナライザの入出力ポートに接続されるアンテナの数の反射損失と反射位相の測定結果を時空間ビームフォーミングにより合成して診断領域の散乱電力分布を求める演算処理装置と、
    前記散乱電力分布を表示する表示装置
    とを更に備えることを特徴とする請求項７に記載の診断装置。
20. 前記被測定対象部位中の前記異常細胞を検出した後に、前記異常細胞部分の周辺のみの断層撮影を行う断層撮影手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の診断装置。
21. 前記断層撮影手段が、前記プローブの送信及び受信の組み合わせを変えることにより、受信した信号から伝搬モデルを逆演算して撮像エリアの複素誘電率分布を推定することを特徴とする請求項２０に記載の診断装置。

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