JPH09243576A - ２次元時間領域反射法による断層撮影方法及びその装置 - Google Patents
２次元時間領域反射法による断層撮影方法及びその装置Info
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- JPH09243576A JPH09243576A JP5618596A JP5618596A JPH09243576A JP H09243576 A JPH09243576 A JP H09243576A JP 5618596 A JP5618596 A JP 5618596A JP 5618596 A JP5618596 A JP 5618596A JP H09243576 A JPH09243576 A JP H09243576A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定物の必要な物理量を２次元的に的確に
測定することができる２次元時間領域反射法による断層
撮影方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 ２次元時間領域反射法による断層撮影方
法において、複数の電極が一列に配列されたセンサー３
を被測定物１に接触させ、その被測定物１の表面を電極
の配列方向に対して垂直に走査を行い、この走査に基づ
く情報を処理し、この情報に基づいて必要な物理量を分
布画像として表示することができる。
測定することができる２次元時間領域反射法による断層
撮影方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 ２次元時間領域反射法による断層撮影方
法において、複数の電極が一列に配列されたセンサー３
を被測定物１に接触させ、その被測定物１の表面を電極
の配列方向に対して垂直に走査を行い、この走査に基づ
く情報を処理し、この情報に基づいて必要な物理量を分
布画像として表示することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】ＴＤＲ（Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａ
ｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）−ＣＴ（Ｃｏｍ
ｐｕｔｅｒ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）〔時間領域反射率
計−コンピュータ断層撮影法〕の利用は、医療、薬品、
化粧品、食品、機械、建築、土木などのさまざまな範囲
に及ぶと考えられる。特に、医療への応用は可能性が極
めて大きく、ヒトの皮膚の火傷や皮膚ガンの診断、内視
鏡の届く範囲でのガンなどの疾病診断、センサー（０．
１〜５ｍｍφ）先端が触れることのできる皮膚や脳梗
塞、肺気腫、肺繊維症、肝硬変等の診断や、摘出した臓
器や病体部分の診断が可能である。
ｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）−ＣＴ（Ｃｏｍ
ｐｕｔｅｒ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）〔時間領域反射率
計−コンピュータ断層撮影法〕の利用は、医療、薬品、
化粧品、食品、機械、建築、土木などのさまざまな範囲
に及ぶと考えられる。特に、医療への応用は可能性が極
めて大きく、ヒトの皮膚の火傷や皮膚ガンの診断、内視
鏡の届く範囲でのガンなどの疾病診断、センサー（０．
１〜５ｍｍφ）先端が触れることのできる皮膚や脳梗
塞、肺気腫、肺繊維症、肝硬変等の診断や、摘出した臓
器や病体部分の診断が可能である。
【０００２】また、自由水、結合水が品質に重要な役割
を果たす食品の鮮度測定や、加工技術の評価、電子材
料、セラミクスなどの機械材料、コンクリート、アスフ
ァルトなどの建築材料の評価や土質のレオロジー的性質
の評価などに利用することができる。
を果たす食品の鮮度測定や、加工技術の評価、電子材
料、セラミクスなどの機械材料、コンクリート、アスフ
ァルトなどの建築材料の評価や土質のレオロジー的性質
の評価などに利用することができる。
【０００３】
【従来の技術】従来、上記したＴＤＲ−ＣＴに近い技術
として、以下のようなものが挙げられる。 （１）ＮＭＲ−ＣＴ（Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉ
ｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｔｏｍｏ
ｇｒａｐｈｙ）〔核磁気共鳴断層撮影法〕 このＮＭＲ−ＣＴによれば、組織中の水分子の存在状態
の違いにより被測定物の断面画像が得られる。存在状態
の違いとは、具体的には水分子の磁気緩和時間（Ｔ１）
であるが、これは組織中に含まれる水分子の回転運動の
速さに由来するものであると解釈されている。
として、以下のようなものが挙げられる。 （１）ＮＭＲ−ＣＴ（Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉ
ｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｔｏｍｏ
ｇｒａｐｈｙ）〔核磁気共鳴断層撮影法〕 このＮＭＲ−ＣＴによれば、組織中の水分子の存在状態
の違いにより被測定物の断面画像が得られる。存在状態
の違いとは、具体的には水分子の磁気緩和時間（Ｔ１）
であるが、これは組織中に含まれる水分子の回転運動の
速さに由来するものであると解釈されている。
【０００４】（２）Ｘ線−ＣＴ このＸ線−ＣＴによれば、生体中の各組織のＸ線吸収係
数の違いを利用し、被測定物の断面画像が得られる。
数の違いを利用し、被測定物の断面画像が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の（１）ＮＭＲ−ＣＴによれば、ＮＭＲではＴＤ
Ｒで観測された２種類の水の平均化された情報しか得ら
れないため、結合水と自由水を分離して観測することは
できない。またＴ１には水の量的な情報は含まれていな
いため被測定物の水分量を定量化（Ｑｕａｎｔｉｆｉｃ
ａｔｉｏｎ）することも不可能である。
た従来の（１）ＮＭＲ−ＣＴによれば、ＮＭＲではＴＤ
Ｒで観測された２種類の水の平均化された情報しか得ら
れないため、結合水と自由水を分離して観測することは
できない。またＴ１には水の量的な情報は含まれていな
いため被測定物の水分量を定量化（Ｑｕａｎｔｉｆｉｃ
ａｔｉｏｎ）することも不可能である。
【０００６】また、上記した従来の（２）Ｘ線−ＣＴに
よれば、被測定物組織中の物質のＸ線の吸収係数を計測
するため、水分量を定量化することは不可能である。ま
た、上記したＮＭＲ−ＣＴによれば、被測定物の破壊及
び被爆はないが、このＸ線−ＣＴでは、放射線を使用す
るため被測定物は被爆する。本発明は、上記問題点を除
去し、被測定物の必要な物理量を２次元的に的確に測定
することができる２次元時間領域反射法による断層撮影
方法及びその装置を提供することを目的とする。
よれば、被測定物組織中の物質のＸ線の吸収係数を計測
するため、水分量を定量化することは不可能である。ま
た、上記したＮＭＲ−ＣＴによれば、被測定物の破壊及
び被爆はないが、このＸ線−ＣＴでは、放射線を使用す
るため被測定物は被爆する。本発明は、上記問題点を除
去し、被測定物の必要な物理量を２次元的に的確に測定
することができる２次元時間領域反射法による断層撮影
方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的を達成するために、 〔１〕２次元時間領域反射法による断層撮影方法におい
て、複数の電極を配列するセンサーを被測定物に接触さ
せ、前記被測定物表面を電極の配列方向に対して垂直に
走査を行い、この走査に基づく情報を処理し、この情報
に基づいて２次元画像を表示するようにしたものであ
る。
的を達成するために、 〔１〕２次元時間領域反射法による断層撮影方法におい
て、複数の電極を配列するセンサーを被測定物に接触さ
せ、前記被測定物表面を電極の配列方向に対して垂直に
走査を行い、この走査に基づく情報を処理し、この情報
に基づいて２次元画像を表示するようにしたものであ
る。
【０００８】〔２〕上記〔１〕記載の２次元時間領域反
射法による断層撮影方法において、前記被測定物は生体
物質であり、誘電スペクトルにより、自由水と結合水を
分離して観測し、これらの２種類の水の量を個別に定量
化するようにしたものである。 〔３〕上記〔１〕記載の２次元時間領域反射法による断
層撮影方法において、前記情報の処理は前記生体物質の
誘電率の演算を行うようにしたものである。
射法による断層撮影方法において、前記被測定物は生体
物質であり、誘電スペクトルにより、自由水と結合水を
分離して観測し、これらの２種類の水の量を個別に定量
化するようにしたものである。 〔３〕上記〔１〕記載の２次元時間領域反射法による断
層撮影方法において、前記情報の処理は前記生体物質の
誘電率の演算を行うようにしたものである。
【０００９】〔４〕上記〔３〕記載の２次元時間領域反
射法による断層撮影方法において、前記誘電率に基づい
て必要な物理量の演算を行うようにしたものである。 〔５〕上記〔４〕記載の２次元時間領域反射法による断
層撮影方法において、前記必要な物理量は水分の量であ
る。 〔６〕上記〔４〕記載の２次元時間領域反射法による断
層撮影方法において、前記必要な物理量は水の運動の緩
和時間である。
射法による断層撮影方法において、前記誘電率に基づい
て必要な物理量の演算を行うようにしたものである。 〔５〕上記〔４〕記載の２次元時間領域反射法による断
層撮影方法において、前記必要な物理量は水分の量であ
る。 〔６〕上記〔４〕記載の２次元時間領域反射法による断
層撮影方法において、前記必要な物理量は水の運動の緩
和時間である。
【００１０】〔７〕２次元時間領域反射法による断層撮
影装置において、被測定物に接触させて配列される複数
の電極を有するセンサーと、前記被測定物表面を電極の
配列方向に対して垂直に走査する走査手段と、この走査
手段からの情報を処理する情報処理手段と、この処理さ
れた情報に基づいて２次元画像を表示する表示装置とを
設けるようにしたものである。
影装置において、被測定物に接触させて配列される複数
の電極を有するセンサーと、前記被測定物表面を電極の
配列方向に対して垂直に走査する走査手段と、この走査
手段からの情報を処理する情報処理手段と、この処理さ
れた情報に基づいて２次元画像を表示する表示装置とを
設けるようにしたものである。
【００１１】〔８〕上記〔７〕記載の２次元時間領域反
射法による断層撮影装置において、前記複数の電極は２
次元的に配列され、前記被測定物に対して走査するよう
にしたものである。このように、ＴＤＲ法（時間領域反
射法）は、同軸ケーブルの断面状先端を物質に接触する
だけで、短時間で広い周波数（１００ｋＨｚ〜１０ＧＨ
ｚ）の誘電スペクトルを測定することができ、現在は主
に生体物質を中心とした物性研究に用いられている。生
体物質中には多くの水が含まれているが、誘電スペクト
ルではこの水の中から通常の状態の水“自由水”と、生
体高分子などに束縛され比較的動き難い“結合水”を分
離して観測することができるため、この２種類の水の
“量”を個別に定量化することができる。
射法による断層撮影装置において、前記複数の電極は２
次元的に配列され、前記被測定物に対して走査するよう
にしたものである。このように、ＴＤＲ法（時間領域反
射法）は、同軸ケーブルの断面状先端を物質に接触する
だけで、短時間で広い周波数（１００ｋＨｚ〜１０ＧＨ
ｚ）の誘電スペクトルを測定することができ、現在は主
に生体物質を中心とした物性研究に用いられている。生
体物質中には多くの水が含まれているが、誘電スペクト
ルではこの水の中から通常の状態の水“自由水”と、生
体高分子などに束縛され比較的動き難い“結合水”を分
離して観測することができるため、この２種類の水の
“量”を個別に定量化することができる。
【００１２】これにより、物質表面付近の水の詳細な情
報を得ることができる。ＴＤＲ−ＣＴでマイクロ波を使
用する最大の利点は、このように水を２種類に分離して
定量化できることにあり、現在の電極では直径０．１ｍ
ｍ〜５ｍｍ程度の部位の誘電率測定が行われているが、
この電極を数個直線上に並べたセンサーを被測定物に接
触させ垂直に走査すると、誘電率の２次元平面上の情報
が得られる。
報を得ることができる。ＴＤＲ−ＣＴでマイクロ波を使
用する最大の利点は、このように水を２種類に分離して
定量化できることにあり、現在の電極では直径０．１ｍ
ｍ〜５ｍｍ程度の部位の誘電率測定が行われているが、
この電極を数個直線上に並べたセンサーを被測定物に接
触させ垂直に走査すると、誘電率の２次元平面上の情報
が得られる。
【００１３】これらの情報の画像処理を行い、必要な物
理量を分布画像として表示する。２次元ＴＤＲ−ＣＴ
は、物質中の水分量測定や水構造評価に有効であり、物
質の含水量や結合水と自由水の比、分子の動的構造の知
見が得られる。このような情報の２次元分布が画像表示
を通して観察することができる。
理量を分布画像として表示する。２次元ＴＤＲ−ＣＴ
は、物質中の水分量測定や水構造評価に有効であり、物
質の含水量や結合水と自由水の比、分子の動的構造の知
見が得られる。このような情報の２次元分布が画像表示
を通して観察することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施
例を示す２次元ＴＤＲ−ＣＴの概略構成図である。この
図において、Ａはマイクロ波発信・計測系、Ｂはマイク
ロコンピュータ、１は被測定物、２はパルスジェネレー
タ、３は被測定物に接触するセンサー、４はサンプリン
グヘッド、５はＡ／Ｄ変換部、６は誘電率演算部であ
り、波形処理とフーリエ変換を行う。７は必要な物理量
を演算する物理量演算部であり、例えば、水分量や水の
運動の緩和時間などの演算を行う。８はそれらの情報を
記憶可能な記憶部、９は表示装置（２次元画像表示装
置）である。
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施
例を示す２次元ＴＤＲ−ＣＴの概略構成図である。この
図において、Ａはマイクロ波発信・計測系、Ｂはマイク
ロコンピュータ、１は被測定物、２はパルスジェネレー
タ、３は被測定物に接触するセンサー、４はサンプリン
グヘッド、５はＡ／Ｄ変換部、６は誘電率演算部であ
り、波形処理とフーリエ変換を行う。７は必要な物理量
を演算する物理量演算部であり、例えば、水分量や水の
運動の緩和時間などの演算を行う。８はそれらの情報を
記憶可能な記憶部、９は表示装置（２次元画像表示装
置）である。
【００１５】ここで、パルスジェネレータ２、サンプリ
ングヘッド４、Ａ／Ｄ変換部５はマイクロ波発信・計測
系Ａとして一つの装置に組み込まれている。また、誘電
率演算と必要な物理量の演算はマイクロコンピュータＢ
で行う。図１ではマイクロコンピュータＢと、表示装置
９を分けて示してあるが、マイクロコンピュータＢによ
る画像表示も可能である。
ングヘッド４、Ａ／Ｄ変換部５はマイクロ波発信・計測
系Ａとして一つの装置に組み込まれている。また、誘電
率演算と必要な物理量の演算はマイクロコンピュータＢ
で行う。図１ではマイクロコンピュータＢと、表示装置
９を分けて示してあるが、マイクロコンピュータＢによ
る画像表示も可能である。
【００１６】まず、パルスジェネレータ２からステップ
パルスを立ち上げる。パルスは同軸ケーブルを通し、セ
ンサー３部分に入射する。センサー３と被測定物１との
接触面でパルスは反射し、反射波はサンプリングヘッド
４に取り込まれる。サンプリングヘッド４に取り込まれ
た反射波は、Ａ／Ｄ変換部５でＡ／Ｄ変換される。これ
をマイクロコンピュータＢに送り、誘電率演算部６で波
形処理とフーリエ変換を行うことにより複素誘電率が得
られる。
パルスを立ち上げる。パルスは同軸ケーブルを通し、セ
ンサー３部分に入射する。センサー３と被測定物１との
接触面でパルスは反射し、反射波はサンプリングヘッド
４に取り込まれる。サンプリングヘッド４に取り込まれ
た反射波は、Ａ／Ｄ変換部５でＡ／Ｄ変換される。これ
をマイクロコンピュータＢに送り、誘電率演算部６で波
形処理とフーリエ変換を行うことにより複素誘電率が得
られる。
【００１７】さらに、この演算された複素誘電率に基づ
いて、物理量演算部７で水分量や水の運動の緩和時間な
どの必要な物理量を演算し、それらの情報は、必要に応
じて、記憶部８に記憶が可能である。また、それらの情
報は、表示装置９で２次元画像による表示が可能であ
る。２次元ＴＤＲ−ＣＴは、図２に示すようなセンサー
３を有する。そのセンサー３は一列に並んでいる複数の
電極１０からなる。その電極１０の具体的構造は、図３
に示すように、中心内部導体１１と、それを取り巻く絶
縁体１２とその外側に同心状に形成される外部導体１３
とを有する。なお、図３（ａ）はその電極１０の横断面
図、図３（ｂ）はその電極１０の縦断面図である。
いて、物理量演算部７で水分量や水の運動の緩和時間な
どの必要な物理量を演算し、それらの情報は、必要に応
じて、記憶部８に記憶が可能である。また、それらの情
報は、表示装置９で２次元画像による表示が可能であ
る。２次元ＴＤＲ−ＣＴは、図２に示すようなセンサー
３を有する。そのセンサー３は一列に並んでいる複数の
電極１０からなる。その電極１０の具体的構造は、図３
に示すように、中心内部導体１１と、それを取り巻く絶
縁体１２とその外側に同心状に形成される外部導体１３
とを有する。なお、図３（ａ）はその電極１０の横断面
図、図３（ｂ）はその電極１０の縦断面図である。
【００１８】上記したセンサー３を、図４に示すよう
に、被測定物１に対して走査する。そして、図４のＸＹ
平面上の各位置の水分量や水分子運動の緩和時間などの
必要な物理量を、物理量演算部７で演算する。このよう
にして得られた物理量は、必要に応じて記憶部８に記憶
することができるとともに、表示装置９で２次元画像表
示することができる。
に、被測定物１に対して走査する。そして、図４のＸＹ
平面上の各位置の水分量や水分子運動の緩和時間などの
必要な物理量を、物理量演算部７で演算する。このよう
にして得られた物理量は、必要に応じて記憶部８に記憶
することができるとともに、表示装置９で２次元画像表
示することができる。
【００１９】このように、本発明の２次元ＴＤＲ−ＣＴ
によれば、直線上に並んだ複数個の電極１０によって構
成されたセンサー３を被測定物に接触させ垂直に走査す
ると、誘電率の２次元平面上の情報が得られる。これら
の情報の処理を行い、必要な物理量を分布画像として表
示することができる。
によれば、直線上に並んだ複数個の電極１０によって構
成されたセンサー３を被測定物に接触させ垂直に走査す
ると、誘電率の２次元平面上の情報が得られる。これら
の情報の処理を行い、必要な物理量を分布画像として表
示することができる。
【００２０】
【実施例】本発明のＴＤＲ法を用いた野菜の断面におけ
る水分量の分布の評価について説明する。ＴＤＲ法を用
いた誘電測定を行うことにより、野菜断面の水分量の分
布を評価する。
る水分量の分布の評価について説明する。ＴＤＲ法を用
いた誘電測定を行うことにより、野菜断面の水分量の分
布を評価する。
【００２１】試料としては、胡瓜、人参、里芋、蕪、椎
茸各一個を実験したので、以下順にその結果について述
べる。 （実験装置）本発明のＴＤＲシステムを用いて、１００
ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数範囲で誘電測定を行った。
ケーブルは長さ５０ｃｍの潤工社製（ＤＧＭ２２４）、
電極はコンタクト・タイプ（φ６．０ｍｍ、γｄ＝０．
３５５ｍｍ）を用いた。ここで、γｄとは、電極の電気
的長さを示している。電極は電気回路としては、その構
造や機能がコンデンサーと類似しており、コンデンサー
の電気容量に相当する。したがって、γｄが大きい方が
電極の感度は高くなるが、信号の高周波数側の特性は悪
くなる。
茸各一個を実験したので、以下順にその結果について述
べる。 （実験装置）本発明のＴＤＲシステムを用いて、１００
ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数範囲で誘電測定を行った。
ケーブルは長さ５０ｃｍの潤工社製（ＤＧＭ２２４）、
電極はコンタクト・タイプ（φ６．０ｍｍ、γｄ＝０．
３５５ｍｍ）を用いた。ここで、γｄとは、電極の電気
的長さを示している。電極は電気回路としては、その構
造や機能がコンデンサーと類似しており、コンデンサー
の電気容量に相当する。したがって、γｄが大きい方が
電極の感度は高くなるが、信号の高周波数側の特性は悪
くなる。
【００２２】（実験方法）数点の測定ポイントごとに刃
物で切り出し、コンタクト・タイプの電極を測定ポイン
トにあてて測定した。時間領域での波形の積算は測定ポ
イント１点につき３２回とした。１点の測定は約１分で
ある。胡瓜、人参、里芋、蕪では水を、椎茸ではアセト
ンを標準試料に用いた。各試料の測定ポイントをそれぞ
れ図５、図６、図７、図８、図９に示す。
物で切り出し、コンタクト・タイプの電極を測定ポイン
トにあてて測定した。時間領域での波形の積算は測定ポ
イント１点につき３２回とした。１点の測定は約１分で
ある。胡瓜、人参、里芋、蕪では水を、椎茸ではアセト
ンを標準試料に用いた。各試料の測定ポイントをそれぞ
れ図５、図６、図７、図８、図９に示す。
【００２３】（結果）測定によって得られた複素誘電率
から誘電パラメーターを求めた。測定周波数域では１０
０ＭＨｚ付近と２０ＧＨｚ付近に緩和が観測される。高
周波側の緩和は自由水によるものである。この緩和過程
の緩和強度から（１）式を用いて単位体積あたりの自由
水の割合を見積もることができる。
から誘電パラメーターを求めた。測定周波数域では１０
０ＭＨｚ付近と２０ＧＨｚ付近に緩和が観測される。高
周波側の緩和は自由水によるものである。この緩和過程
の緩和強度から（１）式を用いて単位体積あたりの自由
水の割合を見積もることができる。
【００２４】 ｃ＝（Δε／Δεｗ）×１００ …（１） ここで、Δεは測定で得られた自由水の緩和強度、Δε
ｗは純粋な水の緩和強度である。また、Δεｗは７３．
０とした。各サンプルにおける各測定ポイントの（１）
式より求めた含水率を、以下胡瓜、人参、里芋、蕪、椎
茸について順次示す。
ｗは純粋な水の緩和強度である。また、Δεｗは７３．
０とした。各サンプルにおける各測定ポイントの（１）
式より求めた含水率を、以下胡瓜、人参、里芋、蕪、椎
茸について順次示す。
【００２５】その結果より、サンプルの断面の大凡の水
分量の分布の傾向を知ることができる。図５は本発明の
実施例を示す試料としての胡瓜の形状と含水率とを示す
図であり、図５（ａ）は胡瓜の測定部位と含水率を、図
５（ｂ）はその胡瓜の形状を示している。
分量の分布の傾向を知ることができる。図５は本発明の
実施例を示す試料としての胡瓜の形状と含水率とを示す
図であり、図５（ａ）は胡瓜の測定部位と含水率を、図
５（ｂ）はその胡瓜の形状を示している。
【００２６】この図から明らかなように、胡瓜２０の場
合は、茎側２１は花側２２よりも水分量が多い。種２３
の部分より果肉２４の部分のほうが水分量が多い。図６
は本発明の実施例を示す試料としての人参の形状と含水
率とを示す図であり、図６（ａ）は人参の測定部位と含
水率を、図６（ｂ）はその人参の形状と色を示してい
る。
合は、茎側２１は花側２２よりも水分量が多い。種２３
の部分より果肉２４の部分のほうが水分量が多い。図６
は本発明の実施例を示す試料としての人参の形状と含水
率とを示す図であり、図６（ａ）は人参の測定部位と含
水率を、図６（ｂ）はその人参の形状と色を示してい
る。
【００２７】この図から明らかなように、人参３０の場
合は、芯３１の部分は水分量が多く、根の先端３２や表
皮３３に近づくにつれて水分量が少なくなっている。な
お、３４は黄色部、３５は赤色部である。図７は本発明
の実施例を示す試料としての里芋の形状と含水率とを示
す図であり、図７（ａ）は里芋の測定部位と含水率を、
図７（ｂ）はその里芋の形状を示している。
合は、芯３１の部分は水分量が多く、根の先端３２や表
皮３３に近づくにつれて水分量が少なくなっている。な
お、３４は黄色部、３５は赤色部である。図７は本発明
の実施例を示す試料としての里芋の形状と含水率とを示
す図であり、図７（ａ）は里芋の測定部位と含水率を、
図７（ｂ）はその里芋の形状を示している。
【００２８】この図から明らかなように、里芋４０の場
合は、中心部分４１に水分量が少なく、茎側の切り口４
２や根の先端４３に水分量が多い。図８は本発明の実施
例を示す試料としての蕪の部位の含水率を示す図であ
る。この図から明らかなように、蕪５０の場合は、中心
部分５１は水分量が多い。図９は本発明の実施例を示す
試料としての椎茸の形状と含水率を示す図であり、図９
（ａ）は椎茸の測定部位と含水率を、図９（ｂ）はその
椎茸の形状を示している。
合は、中心部分４１に水分量が少なく、茎側の切り口４
２や根の先端４３に水分量が多い。図８は本発明の実施
例を示す試料としての蕪の部位の含水率を示す図であ
る。この図から明らかなように、蕪５０の場合は、中心
部分５１は水分量が多い。図９は本発明の実施例を示す
試料としての椎茸の形状と含水率を示す図であり、図９
（ａ）は椎茸の測定部位と含水率を、図９（ｂ）はその
椎茸の形状を示している。
【００２９】この図から明らかなように、椎茸６０の場
合は、切口６１は乾燥しており、かさの裏（ひだ）６
２，６３に水分量が多い。参考までに、各試料毎に平均
した単位体積当りの含水率Ａを表１に示す。なお、この
表１のＢは、食品成分表（一橋出版、１９９１年）に記
載されている１００ｇあたりに含まれる水分量（ｇ）を
示している。
合は、切口６１は乾燥しており、かさの裏（ひだ）６
２，６３に水分量が多い。参考までに、各試料毎に平均
した単位体積当りの含水率Ａを表１に示す。なお、この
表１のＢは、食品成分表（一橋出版、１９９１年）に記
載されている１００ｇあたりに含まれる水分量（ｇ）を
示している。
【００３０】
【表１】
【００３１】上記したように、野菜断面の水分量の分布
は、ＴＤＲ法を用いた誘電測定により評価することがで
きたが、サンプルに電極を接触させるときの圧力の調節
に工夫が必要である。なぜならば、電極に圧力をかけす
ぎて、接触部位の組織を壊してしまったり、あるいはサ
ンプルにぴったりと電極が接触しなかったりするためで
ある。また、椎茸のようなスポンジ状のサンプルでは、
圧力のかけ方により密度が変わってしまうことがあるか
らである。
は、ＴＤＲ法を用いた誘電測定により評価することがで
きたが、サンプルに電極を接触させるときの圧力の調節
に工夫が必要である。なぜならば、電極に圧力をかけす
ぎて、接触部位の組織を壊してしまったり、あるいはサ
ンプルにぴったりと電極が接触しなかったりするためで
ある。また、椎茸のようなスポンジ状のサンプルでは、
圧力のかけ方により密度が変わってしまうことがあるか
らである。
【００３２】また、積算回数を増やすことにより、測定
精度を向上させることができる。また、電極を細くする
ことにより、測定点数を増やし、より細かい水の分布量
を評価することもできる。上記したように、短時間で広
い周波数域の複素誘電スペクトルを測定することがで
き、現在は生体高分子、合成高分子や生体組織に含まれ
る分子の動的構造を調べる物性研究に用いられている。
ＴＤＲ法は装置本体でステップパルスを発信させ、同軸
ケーブルを通して電極先端で反射させるが、同軸ケーブ
ルの断面状の電極を用いると、電極表面から１ｍｍ程度
の電界漏れが生じる。このような電極先端に物質を接触
させるだけで複素誘電率を測定することができる。
精度を向上させることができる。また、電極を細くする
ことにより、測定点数を増やし、より細かい水の分布量
を評価することもできる。上記したように、短時間で広
い周波数域の複素誘電スペクトルを測定することがで
き、現在は生体高分子、合成高分子や生体組織に含まれ
る分子の動的構造を調べる物性研究に用いられている。
ＴＤＲ法は装置本体でステップパルスを発信させ、同軸
ケーブルを通して電極先端で反射させるが、同軸ケーブ
ルの断面状の電極を用いると、電極表面から１ｍｍ程度
の電界漏れが生じる。このような電極先端に物質を接触
させるだけで複素誘電率を測定することができる。
【００３３】現在の電極では直径０．１〜５ｍｍ程度の
部位の誘電率測定が可能であるが、この電極を数個直線
上に並べたものからなるセンサーを被測定物に接触さ
せ、垂直に走査させると誘電率の２次元平面上の情報が
得られる。これらの情報の画像処理を行い、必要な物理
量を分布画像として表示することができる。なお、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣
旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明
の範囲から排除するものではない。
部位の誘電率測定が可能であるが、この電極を数個直線
上に並べたものからなるセンサーを被測定物に接触さ
せ、垂直に走査させると誘電率の２次元平面上の情報が
得られる。これらの情報の画像処理を行い、必要な物理
量を分布画像として表示することができる。なお、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣
旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明
の範囲から排除するものではない。
【００３４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、試料の誘電率の２次元平面上の情報が得られ
る。これらの情報の画像処理を行い、必要な物理量を分
布画像として表示することができる。したがって、本発
明は、物質中の水分量測定や水構造評価に有効である。
よれば、試料の誘電率の２次元平面上の情報が得られ
る。これらの情報の画像処理を行い、必要な物理量を分
布画像として表示することができる。したがって、本発
明は、物質中の水分量測定や水構造評価に有効である。
【００３５】このように、ＴＤＲ−ＣＴは物質表面の含
水率分布画像が得られる。生体物質中には多くの水が含
まれているが、誘電スペクトルでは、この水の中から通
常の状態の水“自由水”と、生体高分子などに束縛され
比較的動き難い“結合水”を分離して観測することがで
きるため、この２種類の水の“量”を個別に定量するこ
とができる。
水率分布画像が得られる。生体物質中には多くの水が含
まれているが、誘電スペクトルでは、この水の中から通
常の状態の水“自由水”と、生体高分子などに束縛され
比較的動き難い“結合水”を分離して観測することがで
きるため、この２種類の水の“量”を個別に定量するこ
とができる。
【００３６】これにより、物質表面付近の水の詳細な情
報を得ることができる。ＴＤＲ−ＣＴでマイクロ波を使
用する最大の利点は、このように水を２種類に分離して
定量化できることであり、ＮＭＲ−ＣＴやＸ線−ＣＴで
は不可能である。また、被測定物には微小な電圧しか加
えないため、生体等に対しても破壊や被爆の心配はな
い。このようなＴＤＲ−ＣＴの利用は医療、食品、工業
材料等広範囲に及ぶと考えられる。特に医療への応用は
可能性が極めて大きく、ヒトの皮膚の火傷や皮膚ガンの
診断、内視鏡の届く範囲でのガンなどの疾病診断、ま
た、摘出した臓器や病体部分の診断が可能である。コス
トはＮＭＲ−ＣＴやＸ線−ＣＴの１／５０〜１／１００
で作製が可能である。
報を得ることができる。ＴＤＲ−ＣＴでマイクロ波を使
用する最大の利点は、このように水を２種類に分離して
定量化できることであり、ＮＭＲ−ＣＴやＸ線−ＣＴで
は不可能である。また、被測定物には微小な電圧しか加
えないため、生体等に対しても破壊や被爆の心配はな
い。このようなＴＤＲ−ＣＴの利用は医療、食品、工業
材料等広範囲に及ぶと考えられる。特に医療への応用は
可能性が極めて大きく、ヒトの皮膚の火傷や皮膚ガンの
診断、内視鏡の届く範囲でのガンなどの疾病診断、ま
た、摘出した臓器や病体部分の診断が可能である。コス
トはＮＭＲ−ＣＴやＸ線−ＣＴの１／５０〜１／１００
で作製が可能である。
【図１】本発明の実施例を示す２次元ＴＤＲ−ＣＴの概
略構成図である。
略構成図である。
【図２】本発明の実施例を示す２次元ＴＤＲ−ＣＴのセ
ンサーの構成図である。
ンサーの構成図である。
【図３】本発明の実施例を示す２次元ＴＤＲ−ＣＴの電
極の構成図である。
極の構成図である。
【図４】本発明の実施例を示す２次元ＴＤＲ−ＣＴのセ
ンサーによる走査の説明図である。
ンサーによる走査の説明図である。
【図５】本発明の実施例を示す試料としての胡瓜の形状
と含水率とを示す図である。
と含水率とを示す図である。
【図６】本発明の実施例を示す試料としての人参の形状
と含水率とを示す図である。
と含水率とを示す図である。
【図７】本発明の実施例を示す試料としての里芋の形状
と含水率とを示す図である。
と含水率とを示す図である。
【図８】本発明の実施例を示す試料としての蕪の含水率
を示す図である。
を示す図である。
【図９】本発明の実施例を示す試料としての椎茸の形状
と含水率とを示す図である。
と含水率とを示す図である。
Ａ マイクロ波発信・計測系 Ｂ マイクロコンピュータ １ 被測定物（試料） ２ パルスジェネレータ ３ センサー ４ サンプリングヘッド ５ Ａ／Ｄ変換部 ６ 誘電率演算部 ７ 物理量演算部 ８ 記憶部 ９ 表示装置（２次元画像表示装置） １０ 電極 １１ 中心内部導体 １２ 絶縁体 １３ 外部導体 ２０ 胡瓜 ３０ 人参 ４０ 里芋 ５０ 蕪 ６０ 椎茸
Claims (8)
- 【請求項１】 ２次元時間領域反射法による断層撮影方
法において、（ａ）複数の電極を配列するセンサーを被
測定物に接触させ、（ｂ）前記被測定物表面を電極の配
列方向に対して垂直に走査を行い、（ｃ）該走査に基づ
く情報を処理し、（ｄ）該情報に基づいて２次元画像を
表示することを特徴とする２次元時間領域反射法による
断層撮影方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の２次元時間領域反射法に
よる断層撮影方法において、前記被測定物は生体物質で
あり、誘電スペクトルにより、自由水と結合水を分離し
て観測し、該２種類の水の量を個別に定量化することを
特徴とする２次元時間領域反射法による断層撮影方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の２次元時間領域反射法に
よる断層撮影方法において、前記情報の処理は前記生体
物質の誘電率の演算を行うことを特徴とする２次元時間
領域反射法による断層撮影方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の２次元時間領域反射法に
よる断層撮影方法において、前記誘電率に基づいて必要
な物理量の演算を行うことを特徴とする２次元時間領域
反射法による断層撮影方法。 - 【請求項５】 請求項４記載の２次元時間領域反射法に
よる断層撮影方法において、前記必要な物理量は水分の
量であることを特徴とする２次元時間領域反射法による
断層撮影方法。 - 【請求項６】 請求項４記載の２次元時間領域反射法に
よる断層撮影方法において、前記必要な物理量は水の運
動の緩和時間であることを特徴とする２次元時間領域反
射法による断層撮影方法。 - 【請求項７】 ２次元時間領域反射法による断層撮影装
置において、（ａ）被測定物に接触させて配列される複
数の電極を有するセンサーと、（ｂ）前記被測定物表面
を電極の配列方向に対して垂直に走査する走査手段と、
（ｃ）該走査手段からの情報を処理する情報処理手段
と、（ｄ）該処理された情報に基づいて２次元画像を表
示する表示装置とを具備することを特徴とする２次元時
間領域反射法による断層撮影装置。 - 【請求項８】 請求項７記載の２次元時間領域反射法に
よる断層撮影装置において、前記複数の電極は１次元的
に配列され、前記被測定物を走査することを特徴とする
２次元時間領域反射法による断層撮影装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5618596A JPH09243576A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | ２次元時間領域反射法による断層撮影方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5618596A JPH09243576A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | ２次元時間領域反射法による断層撮影方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09243576A true JPH09243576A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=13020057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5618596A Withdrawn JPH09243576A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | ２次元時間領域反射法による断層撮影方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09243576A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008526347A (ja) * | 2005-01-04 | 2008-07-24 | デューン メディカル デヴァイシズ リミテッド | インビボ手順のための内視鏡システム |
| US9526460B2 (en) | 2005-08-04 | 2016-12-27 | Dune Medical Devices Ltd. | Tissue-characterization probe with effective sensor-to-tissue contact |
-
1996
- 1996-03-13 JP JP5618596A patent/JPH09243576A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008526347A (ja) * | 2005-01-04 | 2008-07-24 | デューン メディカル デヴァイシズ リミテッド | インビボ手順のための内視鏡システム |
| US9526460B2 (en) | 2005-08-04 | 2016-12-27 | Dune Medical Devices Ltd. | Tissue-characterization probe with effective sensor-to-tissue contact |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030603 |