JPWO2020142766A5

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Publication number: JPWO2020142766A5
Application number: JP2021539459A
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Publication date: 2023-01-19
Anticipated expiration: 2040-01-06

Description

本発明によれば、生体の電気透過率の生体内検出のためのマイクロストリップ導波路構造体であって、生体の電気透過率は、既知の透過率成分および未知の透過率成分を含み、マイクロストリップ導波路構造体が第１の側部および第１の側部と反対側の第２の側部を備えた誘電複合体を有することを特徴とするマイクロストリップ導波路構造体が提供される。誘電複合体は、直線状に整然と並べられた３つの誘電領域、すなわち、第１の誘電領域、第２の誘電領域、および第３の誘電領域を有し、第１の誘電領域と第３の誘電領域との間に位置する第２の誘電領域は、第１の誘電領域および第３の誘電領域の電気透過率とは異なる異方性電気透過率を有する。透過率の差は、値の差であり、等方性の差でもある。第２の誘電領域の異方性電気透過率は、生体の電気透過率の既知の透過率成分に実質的に等しいよう（例えば２０％以内に）選択される。マイクロストリップ導波路構造体は、誘電複合体の第１の側部上に形成されたマイクロストリップ送信線をさらに有し、マイクロストリップ送信線は、第１の誘電領域上に形成された入力区分、第２の誘電領域上に形成されたラジエータ部分、および第３の誘電領域上に形成された出力部分を有する。また、グラウンドプレーンが誘電複合体の第２の側部上に形成されている。

本発明によれば、生体の成分の生体内測定のための誘電分光システムであって、生体は、第１の誘電率を有する第１の組をなす成分、および測定されるべき誘電率を備えた第２の組をなす成分を有し、本システムは、第１の側部および第１の側部と反対側の第２の側部を備えた誘電複合体を備えたセンサを有することを特徴とする誘電分光システムが提供される。誘電複合体は、直線状に整然と並べられた３つの誘電領域、すなわち、第１の誘電領域、第２の誘電領域、および第３の誘電領域を有する。第２の誘電領域は、第１の誘電領域および第３の誘電領域の電気透過率とは異なる異方性電気透過率を有する。第２の誘電領域の異方性電気透過率は、生体の電気透過率の既知の透過率成分に実質的に等しいよう選択されている。センサは、誘電複合体の第１の側部上に形成されたマイクロストリップ送信線をさらに有し、マイクロストリップ送信線は、第１の誘電領域上に形成された入力区分、第２の誘電領域上に形成されたラジエータ部分、および第３の誘電領域上に形成された出力部分を有する。センサは、誘電複合体の第２の側部上に形成されたグラウンドプレーンをさらに有する。本システムは、入力区分に結合されていて、複数の互いに異なる周波数で信号を提供するよう構成された信号発生器と、入力区分に結合されていて、センサからの反射信号を検出するカップラと、送信信号を受信するようセンサの出力区分に結合された受信器とをさらに有する。

本発明によれば、生体の生体内検出のための誘電分光センサであって、第１の側部および第１の側部と反対側の第２の側部を備えた誘電複合体を有することを特徴とする誘電分光センサもまた提供される。誘電複合体は、直線状に整然と並べられた３つの誘電領域、すなわち、第１の誘電領域、第２の誘電領域、および第３の誘電領域を有する。第２の誘電領域は、第１の誘電領域と第３の誘電領域との間に位置し、かつ第１の誘電領域および第３の誘電領域の電気透過率とは異なる異方性電気透過率を有する。センサは、誘電複合体の第１の側部上に形成されたマイクロストリップ送信線を有し、マイクロストリップ送信線は、第１の誘電領域上に形成された入力区分、第２の誘電領域上に形成されたラジエータ部分、および第３の誘電領域上に形成された出力部分を有する。また、グラウンドプレーンが誘電複合体の第２の側部上に形成されている。第２の誘電領域の異方性電気透過率は、所与の周波数範囲において、ラジエータ部分が生体中に電気的に埋め込まれているように見えるよう選択されている。

図２は、幾つかの実施形態に従って設計され、被験体２０４の誘電周波数応答を測定するために用いられている誘電分光センサ２００の側面断面図である。誘電分光センサ２００は、図１のセンサ１０６と同一であるのが良く、このセンサ２００は、連続して配列された３つの誘電材料領域、すなわち、第１の誘電領域２０８、第２の誘電領域２１０、および第３の誘電領域２１２から成る誘電複合構造体２０２を有する。第２の誘電領域２１０は、第１の誘電領域２０８および第３の誘電領域２１２の誘電率の値とは異なる誘電率の値を有する。異なるという用語は、これら領域が周波数全体にわたって互いに異なる誘電率値を有し、さらに異なる等方性を示すことができるというを意味している。幾つかの実施形態では、第１および第２の誘電領域２０８，２１２の誘電率が互いに等しいのが良い。第２の誘電領域２１０は、異方性誘電率をさらに示すのが良く、このことは、誘電率の値が誘電率を測定する方向に依存していることを意味している。これは、図８の実施例として示されており、図８では、３つの互いに異なる寸法方向において、誘電材料が互いに異なる誘電率ε₁，ε₂，ε₃を有することができる。誘電複合体２０２の被験体に向いた表面上には、導電層によって形成されたマイクロストリップ送信または導波路が設けられ、このマイクロストリップ送信または導波路は、第１の誘電領域２０８上の誘電複合体２０２の第１の端部のところに入力区分２１４を有する。入力区分２１４は、第２の誘電領域２１０上のラジエータまたは放射部分２１６に結合されている。ラジエータ部分は、電磁波を外方に、そして被験体２０４中に放射するよう設計されている。それと同時に、電磁波は、同様に、逆方向に放射して第２の誘電領域２１０中に入る。放射部分２１６は、第３の誘電領域２１２上の出力区分２１８と連続した状態で結合されている。誘電複合体２０２の反対側または閉塞部上にはグラウンドプレーン２２０が設けられ、このグラウンドプレーンは、３つ全ての誘電領域２０８，２１０，２１２を横切って延びている。供給ライン２２２が周波数発生器から信号を提供することができる。カップラが入力線２２２上の反射信号Ｓ₁₁を測定することができる。受信線２２４は、センサ２００を通過した送信信号Ｓ₂₁を受信し、そして送信信号を測定のために受信器／分析器に提供することができる。

Claims

生体の電気透過率の生体内検出のためのマイクロストリップ導波路構造体であって、前記生体の前記電気透過率は、既知の透過率成分および未知の透過率成分を含み、前記マイクロストリップ導波路構造体は、
第１の側部および前記第１の側部と反対側の第２の側部を備えた誘電複合体を有し、前記誘電複合体は、直線状に整然と並べられた３つの誘電領域、すなわち、第１の誘電領域、第２の誘電領域、および第３の誘電領域を有し、前記第２の誘電領域は、前記第１の誘電領域および前記第３の誘電領域の電気透過率とは異なる異方性電気透過率を有し、前記第２の誘電領域の前記異方性電気透過率は、前記生体の前記電気透過率の前記既知の透過率成分に実質的に等しいよう選択され、
前記誘電複合体の前記第１の側部上に形成されたマイクロストリップ送信線を有し、前記マイクロストリップ送信線は、前記第１の誘電領域上に形成された入力区分、前記第２の誘電領域上に形成されたラジエータ部分、および前記第３の誘電領域上に形成された出力部分を有し、
前記誘電複合体の前記第２の側部上に形成されたグラウンドプレーンを有する、マイクロストリップ導波路構造体。
前記第１の誘電領域の前記電気透過率は、前記第３の誘電領域の前記電気透過率と同等である、請求項１記載のマイクロストリップ導波路構造体。
前記マイクロストリップ送信線の前記ラジエータ部分は、平面巻線として形成されている、請求項１記載のマイクロストリップ導波路構造体。
前記平面巻線は、交互曲折体として形成されている、請求項３記載のマイクロストリップ導波路構造体。
前記平面巻線は、平面螺旋体として形成されている、請求項３記載のマイクロストリップ導波路構造体。
前記誘電複合体は、湾曲している、請求項１記載のマイクロストリップ導波路構造体。
前記第２の誘電領域の誘電率は、２５～５５である、請求項１記載のマイクロストリップ導波路構造体。
前記第２の誘電領域の誘電率は、２～３である、請求項１記載のマイクロストリップ導波路構造体。
前記第２の誘電領域の誘電率は、偏差±１０％の４００である、請求項１記載のマイクロストリップ導波路構造体。
前記誘電複合体の厚さは、前記生体の高さの半分未満である、請求項１記載のマイクロストリップ導波路構造体。
前記第２の誘電領域の前記誘電率は、１００ｋＨｚ～２２０ＭＨｚの周波数範囲において、前記生体の前記電気透過率の前記既知の透過率成分に実質的に等しいよう選択されている、請求項１記載のマイクロストリップ導波路構造体。
前記第１および前記第３の誘電領域のうちの少なくとも一方は、異方性誘電率を有する、請求項１記載のマイクロストリップ導波路構造体。
生体の成分の生体内測定のための誘電分光システムであって、前記生体は、第１の誘電率を有する第１の組をなす成分、および測定されるべき誘電率を備えた第２の組をなす成分を有し、前記システムは、
センサを有し、前記センサは、
第１の側部および前記第１の側部と反対側の第２の側部を備えた誘電複合体を有し、前記誘電複合体は、直線状に整然と並べられた３つの誘電領域、すなわち、第１の誘電領域、第２の誘電領域、および第３の誘電領域を有し、前記第２の誘電領域は、前記第１の誘電領域および前記第３の誘電領域の電気透過率とは異なる異方性電気透過率を有し、前記第２の誘電領域の前記異方性電気透過率は、前記生体の前記電気透過率の前記既知の透過率成分に実質的に等しいよう選択され、
前記誘電複合体の前記第１の側部上に形成されたマイクロストリップ送信線を有し、前記マイクロストリップ送信線は、前記第１の誘電領域上に形成された入力区分、前記第２の誘電領域上に形成されたラジエータ部分、および前記第３の誘電領域上に形成された出力部分を有し、
前記誘電複合体の前記第２の側部上に形成されたグラウンドプレーンを有し、
前記入力区分に結合されていて、複数の互いに異なる周波数で信号を提供するよう構成された信号発生器を有し、
前記入力区分に結合されていて、前記センサからの反射信号を検出するカップラを有し、
送信信号を受信するよう前記センサの前記出力区分に結合された受信器を有する、誘電分光システム。
前記第１の誘電領域の前記電気透過率は、前記第３の誘電領域の前記電気透過率と同等である、請求項１３記載の誘電分光システム。
前記マイクロストリップ送信線の前記ラジエータ部分は、平面巻線として形成されている、請求項１３記載の誘電分光システム。
生体の生体内検出のための誘電分光センサであって、
第１の側部および前記第１の側部と反対側の第２の側部を備えた誘電複合体を有し、前記誘電複合体は、直線状に整然と並べられた３つの誘電領域、すなわち、第１の誘電領域、第２の誘電領域、および第３の誘電領域を有し、前記第２の誘電領域は、前記第１の誘電領域と前記第３の誘電領域との間に位置し、かつ前記第１の誘電領域および前記第３の誘電領域の電気透過率とは異なる異方性電気透過率を有し、
前記誘電複合体の前記第１の側部上に形成されたマイクロストリップ送信線を有し、前記マイクロストリップ送信線は、前記第１の誘電領域上に形成された入力区分、前記第２の誘電領域上に形成されたラジエータ部分、および前記第３の誘電領域上に形成された出力部分を有し、
前記誘電複合体の前記第２の側部上に形成されたグラウンドプレーンを有し、
前記第２の誘電領域の前記異方性電気透過率は、所与の周波数範囲において、前記ラジエータ部分が前記生体中に電気的に埋め込まれているように見えるよう選択されている、誘電分光センサ。
前記第１の誘電領域の前記電気透過率は、前記第３の誘電領域の前記電気透過率と同等である、請求項１６記載の誘電分光センサ。
前記マイクロストリップ送信線の前記ラジエータ部分は、平面巻線として形成されている、請求項１６記載の誘電分光センサ。
前記平面巻線は、交互曲折体として形成されている、請求項１８記載の誘電分光センサ。
前記平面巻線は、平面螺旋体として形成されている、請求項１８記載の誘電分光センサ。