電磁波による生体内イメージング: 原理からMATLABを用いた数値解析まで

本書が扱う内容は、電磁波を用いた生体内部のイメージングです。X線を使わず、携帯電話の出力電力程度の小さな装置で生体内部のイメージングができれば、医学に革新的な変化をもたらすでしょう。しかし、この研究領域は難解な電波伝搬、信号処理、数値解析が絡み合い、初学者がこの領域に入るには非常にハードルが高いのが現実です。そのため、これまでの研究で得た知見をプログラムとともに公開しています。電波伝搬解析や逆散乱問題を扱う場合、難解な数式から逃れることはできませんが、プログラムを見てそれを実行することで、具体的な解析手法を確実に理解することができます。

本書は基礎から解説していますが、解析手法を限定し、できるだけ踏み込んだ解説を心がけました。使用するプログラムの動作も詳しく説明しています。プログラムは科学技術計算で使われることの多いMATLAB上で動作します。複雑な構造のセンサやオブジェクトの解析は市販の電磁界解析シミュレータCST Studio Suiteが必要ですが、これがなくても簡単な構造のセンサやオブジェクトの解析は可能です。その他、コラムを設けて研究開発のエピソードを紹介するとともに、付録を設け、本文では取り扱えなかった技術を解説しています。

※以下のコンパニオン ソフトウェアのリンクから、画像再構成を行うためのMATLABプログラムコードがダウンロードできます。

本書の構成

1. マイクロ波・ミリ波イメージング
2. 生体組織の電気的特性
3. 生体内部での電磁界解析
4. コンフォーカルイメージング
5. 逆散乱問題
6. 近傍界マイクロ波ホログラフィ
7. マイクロ波イメージングシステムの実際
8. 今後の展望