(57)【要約】【課題】腫瘍を検出するマイクロ波発信装置およびマイクロ波発信システムを提供する。【解決手段】  所定の誘電率を有する接触対象物とインピーダンス整合が成される２本以上のアンテナを有し、前記インピーダンス整合が成された場合、前記接触対象物を介して、前記２本以上のアンテナ間で腫瘍検出のためのマイクロ波が伝送される、マイクロ波発信装置。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の誘電率を有する接触対象物とインピーダンス整合が成される２本以上のアンテナを有し、
前記インピーダンス整合が成された場合、前記接触対象物を介して、前記２本以上のアンテナ間で腫瘍検出のためのマイクロ波が伝送される、マイクロ波発信装置。
【請求項２】
前記接触対象物は、所定の誘電率を有する腫瘍である、請求項１に記載のマイクロ波発信装置。
【請求項３】
前記接触対象物は、所定の誘電率を有する正常組織である、請求項１に記載のマイクロ波発信装置。
【請求項４】
所定の誘電率を有する接触対象物とインピーダンス整合が成される２本以上のアンテナと、
前記接触対象物を介して前記２本以上のアンテナ間で伝送される、腫瘍を検出するためのマイクロ波を送電する電波送電部と、
前記２本以上のアンテナ間の前記マイクロ波による伝送電力を計測する電波計測部と、
計測された前記伝送電力に応じて前記２本以上のアンテナ間のマイクロ波伝送を制御する電波制御部と、
を備えるマイクロ波発信装置。
【請求項５】
前記接触対象物は、所定の誘電率を有する腫瘍である、請求項４に記載のマイクロ波発信装置。
【請求項６】
前記接触対象物は、所定の誘電率を有する正常組織である、請求項４に記載のマイクロ波発信装置。
【請求項７】
前記２本以上のアンテナの共振周波数を制御する可変整合部をさらに備える、請求項４に記載のマイクロ波発信装置。
【請求項８】
前記２本以上のアンテナと前記接触対象物との相対的な位置関係を変更する駆動部をさらに備える、請求項４に記載のマイクロ波発信装置。
【請求項９】
検出された前記腫瘍を治療する治療部をさらに備える、請求項４に記載のマイクロ波発信装置。
【請求項１０】
前記マイクロ波発信装置が使用する電力を生成する発電部をさらに備える、請求項４に記載のマイクロ波発信装置。
【請求項１１】
内臓内部にて他のアンテナ間で電力伝送を行う少なくとも１本以上のアンテナを有し、
前記電力伝送における伝達特性に基づいて前記内臓の腫瘍を検出する、マイクロ波発信装置。
【請求項１２】
アンテナに対して非接触である前記腫瘍を検出する、請求項１１に記載のマイクロ波発信装置。
【請求項１３】
前記伝達特性の振幅および位相の少なくともいずれかに一方に基づいて前記腫瘍を検出する、請求項１２に記載のマイクロ波発信装置。
【請求項１４】
前記アンテナを複数有し、前記アンテナの各々の伝達特性に基づいて、前記腫瘍を検出する、請求項１１に記載のマイクロ波発信装置。
【請求項１５】
少なくとも１本以上のアンテナと、
前記アンテナからマイクロ波を送電する電波送電部と、
内臓におけるマイクロ波の伝達特性を計測する電波計測部と、
前記伝達特性に応じて前記アンテナからのマイクロ波伝送を制御する電波制御部と、
をさらに備える、請求項１１に記載のマイクロ波発信装置。
【請求項１６】
内臓の腫瘍を検出するためのマイクロ波を互いに伝送する複数のマイクロ波発信装置と、
前記マイクロ波発信装置の少なくともいずれか一つとデータ通信を行う外部制御装置と、
を含むマイクロ波発信システム。
【請求項１７】
前記マイクロ波発信装置は、マイクロ波伝送のための発信とデータ通信のための発信とを切り替える通信切換部をさらに備える、請求項１６に記載のマイクロ波発信システム。
【請求項１８】
前記マイクロ波発信装置は、腫瘍を検出するためのマイクロ波を発信するアンテナと、データ通信を行うアンテナと、をさらに備える、請求項１６に記載のマイクロ波発信システム。
【請求項１９】
前記データ通信の通信状態に基づいて、前記データ通信を制御する電波制御部をさらに備える、請求項１８に記載のマイクロ波発信システム。
【請求項２０】
前記マイクロ波発信装置は、腫瘍を検出するためのマイクロ波を発信する複数のアンテナを有し、複数のアンテナ各々の伝達特性に基づいて、前記内臓の腫瘍を検出する、請求項１６に記載のマイクロ波発信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、マイクロ波発信装置およびマイクロ波発信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
癌などの腫瘍の検出は、例えば、Ｘ線や核磁気共鳴等により対象部位の画像を撮像し、撮像した画像を分析することにより行われる。一方、Ｘ線装置や核磁気共鳴装置は、大型の装置であり、また装置の稼働に専門家のサポートが必要であるため、より簡便な腫瘍の検出装置が求められていた。
【０００３】
近年、Ｘ線装置や核磁気共鳴装置よりも簡便な腫瘍の検出装置として、マイクロ波を用いて腫瘍を検出する装置が注目されている。例えば、特許文献１には、生体組織に針アンテナを刺し入れて生体組織の誘電率を測定し、正常部と腫瘍部との誘電率の違いにより、腫瘍を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１０−５０５５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の技術では、腫瘍の存在が疑われる生体組織に針アンテナを刺し入れるという侵襲型の技術であるため、患者の体に負担がかかっていた。
【０００６】
そこで、本開示では、患者にかかる負担を軽減しつつ、腫瘍を検出することが可能な、新規かつ改良されたマイクロ波発信装置およびマイクロ波発信システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示によれば、所定の誘電率を有する接触対象物とインピーダンス整合が成される２本以上のアンテナを有し、前記インピーダンス整合が成された場合、前記接触対象を介して、前記２本以上のアンテナ間で腫瘍検出のためのマイクロ波が伝送される、マイクロ波発信装置が提供される。
【０００８】
また、本開示によれば、所定の誘電率を有する接触対象物とインピーダンス整合が成される２本以上のアンテナと、前記接触対象を介して前記２本以上のアンテナ間で伝送される、腫瘍を検出するためのマイクロ波を送電する電波送電部と、前記２本以上のアンテナ間の前記マイクロ波による伝送電力を計測する電波計測部と、計測された前記伝送電力に応じて前記２本以上のアンテナ間のマイクロ波伝送を制御する電波制御部と、を備えるマイクロ波発信装置が提供される。
【０００９】
また、本開示によれば、内臓内部にて他のアンテナ間で電力伝送を行う少なくとも１本以上のアンテナを有し、前記電力伝送における伝達特性に基づいて前記内臓の腫瘍を検出する、マイクロ波発信装置が提供される。
【００１０】
また、本開示によれば、内臓の腫瘍を検出するためのマイクロ波を互いに伝送する複数のマイクロ波発信装置と、前記マイクロ波発信装置の少なくともいずれか一つとデータ通信を行う外部制御装置と、を含むマイクロ波発信システムが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本開示によれば、患者にかかる負担を軽減しつつ、腫瘍を検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本開示の第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置が腫瘍部に接触した場合の動作を説明する説明図である。
【図１Ｂ】同実施形態に係るマイクロ波発信装置が正常な生体組織に接触した場合の動作を説明する説明図である。
【図２】腫瘍部のモデル構造物に接触した同実施形態に係るマイクロ波発信装置のアンテナを示した説明図である。
【図３】同実施形態に係るマイクロ波発信装置が腫瘍部に対してマイクロ波を伝送した際の伝送電力をシミュレーションしたグラフ図である。
【図４】同実施形態に係るマイクロ波発信装置が正常な組織に対してマイクロ波を伝送した際の伝送電力をシミュレーションしたグラフ図である。
【図５】内部に腫瘍部を有する生体組織のモデル構造物に接触した同実施形態に係るマイクロ波発信装置のアンテナを示した説明図である。
【図６】同実施形態に係るマイクロ波発信装置の第１の内部構成例を示したブロック図である。
【図７】同実施形態に係るマイクロ波発信装置の第２の内部構成例を示したブロック図である。
【図８】同実施形態に係るマイクロ波発信装置の第３の内部構成例を示したブロック図である。
【図９】同実施形態の第１および第３の内部構成例に係るマイクロ波発信装置の動作を示したフローチャ−ト図である。
【図１０】同実施形態の第２の内部構成例に係るマイクロ波発信装置の動作を示したフローチャート図である。
【図１１】本開示の第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置の概要を説明する説明図である。
【図１２】腫瘍部を有する臓器における同実施形態に係るマイクロ波発信装置間のマイクロ波の伝達特性をシミュレーションしたグラフ図である。
【図１３】腫瘍部を有しない臓器における同実施形態に係るマイクロ波発信装置間のマイクロ波の伝達特性をシミュレーションしたグラフ図である。
【図１４】複数のアンテナを有する同実施形態に係るマイクロ波発信装置間のマイクロ波伝送を説明する説明図である。
【図１５】同実施形態に係るマイクロ波発信装置の内部構成を示したブロック図である。
【図１６】可変整合部を備えていない同実施形態に係るマイクロ波発信装置の動作を示したフローチャート図である。
【図１７】可変整合部を備えている同実施形態に係るマイクロ波発信装置の動作を示したフローチャート図である。
【図１８】本開示の第３の実施形態に係るマイクロ波発信システムの概要を説明する説明図である。
【図１９】同実施形態に係るマイクロ波発信システムの第１の内部構成例を示したブロック図である。
【図２０】同実施形態に係るマイクロ波発信システムの第２の内部構成例を示したブロック図である。
【図２１】可変整合部を有しない第１の内部構成例に係るマイクロ波発信装置の動作を説明するフローチャート図である。
【図２２】可変整合部を有する第１の内部構成例に係るマイクロ波発信装置の動作を説明するフローチャート図である。
【図２３】可変整合部を有しない第２の内部構成例に係るマイクロ波発信装置の動作を説明するフローチャート図である。
【図２４】可変整合部を有する第２の内部構成例に係るマイクロ波発信装置の動作を説明するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１４】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施形態
１．１．第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置の概要
１．１．１．マイクロ波発信装置の基本構成
１．１．２．マイクロ波発信装置の変形例
１．２．第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置の内部構成
１．２．１．第１の内部構成例
１．２．２．第２の内部構成例
１．２．３．第３の内部構成例
１．３．第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置の動作
１．３．１．第１および第３の内部構成例に係るマイクロ波発信装置の動作
１．３．２．第２の内部構成例に係るマイクロ波発信装置の動作
１．４．第１の実施形態のまとめ
２．第２の実施形態
２．１．第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置の概要
２．１．１．マイクロ波発信装置の基本構成
２．１．２．マイクロ波発信装置の変形例
２．２．第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置の内部構成
２．３．第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置の動作
２．３．１．第１の動作例
２．３．２．第２の動作例
２．４．第２の実施形態のまとめ
３．第３の実施形態
３．１．第３の実施形態に係るマイクロ波発信システムの概要
３．２．第３の実施形態に係るマイクロ波発信システムの内部構成
３．２．１．第１の内部構成例
３．２．２．第２の内部構成例
３．３．第３の実施形態に係るマイクロ波発信装置の動作
３．３．１．第１の内部構成例に係るマイクロ波発信装置の動作
３．３．２．第２の内部構成例に係るマイクロ波発信装置の動作
３．４．第３の実施形態のまとめ
４．まとめ
【００１５】
＜１．第１の実施形態＞
［１．１．第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置の概要］
（１．１．１．マイクロ波発信装置の基本構成）
まず、図１Ａおよび図１Ｂを参照して、本開示の第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置１の概要について説明する。図１Ａは、本開示の第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置１が生体組織５Ａの腫瘍部７に接触した場合の動作を説明する説明図である。また、図１Ｂは、本開示の第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置１が正常な生体組織５Ｂに接触した場合の動作を説明する説明図である。
【００１６】
図１Ａおよび図１Ｂに例示した、本開示の第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置１は、アンテナ１００を備え、該アンテナ１００よりマイクロ波を伝送することができる。また、図１Ａに示す生体組織５Ａは、腫瘍部７を含んでおり、図１Ｂに示す生体組織５Ｂは、腫瘍部７を含まず、正常な生体組織である。
【００１７】
ここで、腫瘍部と正常な組織とは、誘電率が互いに異なることが知られている。例えば、６ＧＨｚの周波数のマイクロ波を用いて測定すると腫瘍部の比誘電率εｔは「εｔ＝５０．７」であり、正常な組織の比誘電率εｎは「εｎ＝９．８」である。
【００１８】
図１Ａおよび図１Ｂにおいて、アンテナ１００は、腫瘍部７とインピーダンス整合が成されるようになっている。したがって、アンテナ１００が腫瘍部７に接触した場合、アンテナ１００においてマイクロ波の反射が小さくなり、マイクロ波発信装置１は、マイクロ波を腫瘍部７に効率よく伝送することができる。具体的には、図１Ａでは、腫瘍部７に接触したアンテナ１００を有するマイクロ波発信装置１の矢印は腫瘍部７方向を向いており、マイクロ波の反射がほとんどなく、マイクロ波が腫瘍部７に伝送されることを表している。
【００１９】
また、アンテナ１００が正常な生体組織５Ｂに接触した場合、生体組織５Ｂの誘電率は腫瘍部７と異なるため、インピーダンス整合が成されない。よって、アンテナ１００においてマイクロ波の反射が大きくなり、マイクロ波発信装置１は、マイクロ波を生体組織５Ｂにほとんど伝送することができない。具体的には、図１Ｂでは、正常な生体組織５Ｂに接触したアンテナ１００を有するマイクロ波発信装置１の矢印はアンテナ１００にてＵターンしており、マイクロ波の反射が大きく、マイクロ波が腫瘍部７にほとんど伝送されないことを表している。
【００２０】
以上説明したように、本開示の第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置１は、腫瘍部７とインピーダンス整合が成されるアンテナ１００を備えることで、腫瘍部７と正常な生体組織５Ｂとでマイクロ波の伝送効率が異なることがわかる。したがって、マイクロ波発信装置１は、マイクロ波による伝送電力を計測することで、腫瘍部７と正常な生体組織５Ｂとを判別することが可能である。
【００２１】
また、図１Ａおよび図１Ｂに示したマイクロ波発信装置１では、腫瘍部７に効率よくマイクロ波を伝送し、正常な生体組織５Ｂにはほとんどマイクロ波を伝送しないため、腫瘍部７に選択的にマイクロ波を伝送することが可能である。したがって、マイクロ波発信装置１は、腫瘍部７を検出するだけでなく、該腫瘍部７に選択的にマイクロ波を伝送し、マイクロ波により腫瘍部７を治療することも可能である。ここで、治療に用いるマイクロ波は、腫瘍部７を検出するためのマイクロ波と同一の周波数であってもよいし、異なる周波数であってもよい。
【００２２】
続いて、図２を参照して、本開示の第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置１が有するアンテナ構成について、説明を行う。図２は、腫瘍部７に相当するモデル構造物に接触したアンテナ１００を示した説明図である。なお、図２において、マイクロ波発信装置１のアンテナ以外の構成については図示を省略した。
【００２３】
図２に例示した、第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置１のアンテナ１００は、第１アンテナ１０１と、第２アンテナ１０２とを備える。また、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２は、腫瘍部７とインピーダンス整合が成されるように構成されている。よって、マイクロ波発信装置１は、接触している腫瘍部７を介して第１アンテナ１０１と第２アンテナ１０２との間でマイクロ波伝送を行う。
【００２４】
マイクロ波を伝送する第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２は、例えば、図２に示すように、平面型のアンテナエレメントを２つ備え、アンテナエレメント同士を接続する電極にてそれぞれ互いに電気的に接続されている。ここで、腫瘍部７に接触していない側のアンテナエレメントがグランドになる。また、腫瘍部７に接触した側のアンテナエレメントからは励振用電極が突出しており、該励振用電極とグランド間で励振が発生し、マイクロ波を発生させる。
【００２５】
ここで、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２の形状は、腫瘍部７とインピーダンス整合が成されるように、適宜調整することが可能である。上記で説明した第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２のアンテナ構造は一例にすぎず、マイクロ波を伝送できれば、本開示の実施形態に係るマイクロ波発信装置１は、多様なアンテナ構造を用いることが可能である。また、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２は、互いにマイクロ波を伝送することができれば、互いに同一の形状であっても、互いに異なる形状であってもよい。
【００２６】
次に、図３および図４を参照して、図２に示した第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２間で腫瘍部７にマイクロ波伝送を行った場合と、正常な生体組織５Ｂにマイクロ波伝送を行った場合との伝送電力の差をシミュレーション結果に基づいて説明する。図３は、マイクロ波発信装置１が腫瘍部７に対してマイクロ波伝送を行った場合の伝送電力をシミュレーションしたグラフ図である。また、図４は、マイクロ波発信装置１が正常な生体組織５Ｂに対してマイクロ波伝送を行った場合の伝送電力をシミュレーションしたグラフ図である。ここで、マイクロ波伝送を行った際の伝送電力のシミュレーションには、レイトレース法を用いた。
【００２７】
ここで、腫瘍部７の比誘電率εｔとしては「εｔ＝５０．７」を用い、正常な生体組織５Ｂの比誘電率εｎとしては「εｎ＝９．８」を用いた。図３および図４において、縦軸は伝送電力を表し、単位は「ｄＢ」である。縦軸は、「０ｄＢ」に近い程、伝送電力が大きいことを表しており、アンテナ間でマイクロ波が伝送されていることを表す。また、横軸は周波数を表し、単位は「ＧＨｚ」である。
【００２８】
図３に示すように、腫瘍部７に第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２を接触させてマイクロ波伝送を行った場合、「Ａ」および「Ｂ」の周波数において、特に伝送電力が増加していることがわかる。一方、図４に示すように、正常な生体組織５Ｂに第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２を接触させてマイクロ波伝送を行った場合、「Ａ」および「Ｂ」の周波数において、伝送電力の増加は見られなかった。また、全体的に、同一周波数において、腫瘍部７に対してマイクロ波伝送を行った図３の方が、正常な生体組織に対してマイクロ波伝送を行った図４よりも伝送電力が大きいことがわかる。
【００２９】
以上説明したように、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２とインピーダンス整合が成された腫瘍部７に対してマイクロ波を伝送した図３の方が、伝送電力が大きくなる。したがって、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２で伝送される伝送電力を計測することにより、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２が接触した組織が腫瘍部であるのか、正常な生体組織であるのかを判別することができる。
【００３０】
また、腫瘍部であるのか、正常な生体組織であるのかの判別には、図３および図４で示した周波数「Ａ」および「Ｂ」のように著しく伝送電力が増加している共振周波数の伝送電力を用いてもよいし、複数の周波数の伝送電力を用いて行ってもよい。共振周波数が用いられる場合、腫瘍部と正常組織とで伝送電力差が大きくなるため、マイクロ波発信装置１の腫瘍部に対する検出感度を高くすることができる。ただし、共振周波数は、腫瘍の種類、大きさ、アンテナ形状等によって変化する。したがって、判別したい腫瘍部の共振周波数が不明であったり、共振周波数が複数存在したりする場合は、マイクロ波発信装置１は、複数の周波数の伝送電力を用いて腫瘍部を判別することが好ましい。
【００３１】
第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置１は、腫瘍部７が生体組織５Ａの表面に露出している場合に着目しているため、腫瘍部７とインピーダンス整合が成されるアンテナを有することで、生体組織５Ａの表面の腫瘍部７を高感度で検出することができる。また、第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置１は、内部に腫瘍部７を有する生体組織においても伝送電力の差より腫瘍部７を検出することが可能である。しかしながら、上記のマイクロ波発信装置１では、表面が正常な生体組織であるためインピーダンス整合が成されず、マイクロ波の伝送電力が小さく、内部の腫瘍部７の検出感度が低くなる。係る場合、マイクロ波発信装置１は、マイクロ波の伝送電力に加えて、伝送されたマイクロ波の位相を含めたマイクロ波の伝送特性に基づいて、内部の腫瘍部７の存在を判別してもよい。
【００３２】
（１．１．２．マイクロ波発信装置の変形例）
以下では、図５を参照して第１の実施形態の変形例に係るマイクロ波発信装置１について、説明する。第１の実施形態の変形例に係るマイクロ波発信装置１は、上記のような正常な生体組織内部に腫瘍部が存在する場合の腫瘍部の検出感度を改善すべく考案された。第１の実施形態の変形例に係るマイクロ波発信装置１は、正常な生体組織とインピーダンス整合が成されるようにしたアンテナを有する。図５は、内部に腫瘍部７を有する生体組織５Ｃに相当するモデル構造物に接触したアンテナ１００を示した説明図である。
【００３３】
図５に示すように、図５の生体組織５Ｃは、腫瘍部７が内部に存在し、生体組織５Ｃの表面に腫瘍部７は露出していない。また、生体組織５Ｃに接触している第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２は、正常な生体組織とインピーダンス整合が成されるようになっている。
【００３４】
係る場合、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２を生体組織５Ｃの正常部とインピーダンス整合が成されるようにすることで、マイクロ波を生体組織５Ｃに伝送し、内部の腫瘍部７を検出することができる。具体的には、マイクロ波は様々な経路により一方のアンテナから他方のアンテナへ伝送される。しかしながら、生体組織５Ｃの内部に誘電率が異なりインピーダンス整合が成されない腫瘍部７が存在することにより、マイクロ波の伝送効率が低下し、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２間の伝送電力が低下する。したがって、変形例に係るマイクロ波発信装置１は、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２間の伝送電力を計測することにより、生体組織５Ｃ内部の腫瘍部７を検出することができる。また、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２は、正常部とインピーダンス整合が成されるため、マイクロ波を生体組織５Ｃに効率よく伝送することができ、高い検出感度で内部の腫瘍部７を検出することができる。
【００３５】
また、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２を互いに離隔させて、アンテナ間の距離を長くすることで、より生体組織５Ｃの内部の腫瘍部７を検出することも可能である。ただし、伝送されるマイクロ波の減衰およびノイズも増加するため、検出感度を優先してアンテナ間距離を短くするか、より深部の腫瘍部７検出するためにアンテナ間距離を長くするか、検出する腫瘍部７に合わせて適宜調整してもよい。
【００３６】
マイクロ波発信装置１は、アンテナと接触対象物とがインピーダンス整合された場合のみマイクロ波が伝送されるため、常にマイクロ波を伝送するようにしてもよいが、より好ましくは間欠的にマイクロ波を伝送してもよい。具体的には、上記において生体組織５Ｃ内部の腫瘍部７を検出する場合は、マイクロ波発信装置１は、正常部にもマイクロ波を伝送する。したがって、正常部へのマイクロ波の影響を少なくするため、間欠的にマイクロ波を伝送し、マイクロ波伝送の時間を短くすることが好ましい。
【００３７】
［１．２．第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置の内部構成］
以上、図１Ａ〜図５を参照して本開示の第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置について、詳細に説明を行った。以下では、本開示の第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置の内部構成例について、図６〜図８を参照して、第１から第３の内部構成例を説明する。図６は、マイクロ波発信装置１１Ａの第１の内部構成例を示したブロック図である。また、図７は、マイクロ波発信装置１１Ｂの第２の内部構成例を示したブロック図であり、図８は、マイクロ波発信装置１１Ｃの第３の内部構成例を示したブロック図である。
【００３８】
（１．２．１．第１の内部構成例）
まず、図６を参照して、第１の内部構成例に係るマイクロ波発信装置１１Ａの内部構成について説明を行う。図６に示すように、第１の内部構成例に係るマイクロ波発信装置１１Ａは、第１アンテナ１０１と、第２アンテナ１０２と、電波送電部１１１と、電波分離部１１３と、電波切換部１１５と、電波計測部１１７と、電波制御部１１９と、を備える。
【００３９】
第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２は、腫瘍部または正常な生体組織とインピーダンス整合が成されるアンテナであり、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２間で互いにマイクロ波伝送を行う。第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２は、例えば、線状アンテナ、面状アンテナ、スロット状アンテナ、誘電体アンテナ、磁性体アンテナ、指向性アンテナ、指向性可変アンテナ、およびメタマテリアルアンテナ等であってもよい。また、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２は、互いにマイクロ波を伝送できるものであれば、同一の形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。
【００４０】
電波送電部１１１は、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２が伝送するマイクロ波の信号を生成する。電波送電部１１１は、特定の周波数のマイクロ波信号を生成してもよいし、一定の帯域の周波数のマイクロ波信号を連続的に生成してもよい。電波送電部１１１は、例えば、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）回路、シンセサイザ等であってもよい。
【００４１】
電波分離部１１３は、各アンテナの送受信状態を切り換える。具体的には電波分離部１１３は、電波送電部１１１が生成した信号を分離し、分離したそれぞれの信号を電波切換部１１５および電波計測部１１７に送る。電波分離部１１３は、例えば、パワースプリッタ回路、方向性結合器等であってもよい。電波分離部１１３が電波切換部１１５および電波計測部１１７に分離する電力の割合は、任意に決定することができるが、伝送するマイクロ波の電力が大きくなるように、電波計測部１１７に分離する電力をより小さくすることが望ましい。
【００４２】
電波切換部１１５は、第１アンテナ１０１または第２アンテナ１０２のどちらが送信側アンテナになり、どちらが受信側アンテナになるのかを決定する。具体的には、電波切換部１１５は、電波分離部１１３から受け取った信号を送信側アンテナに振り分け、また、受信側アンテナから受信したマイクロ波を電波計測部１１７に送る。電波切換部１１５は、例えば、半導体スイッチ回路、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）スイッチ回路等であってもよい。
【００４３】
電波計測部１１７は、第１アンテナ１０１または第２アンテナ１０２間でマイクロ波によって伝送された伝送電力を計測する。具体的には、電波計測部１１７は、送信されるマイクロ波の一部を電波分離部１１３より受け取って計測し、送信されるマイクロ波の電力を算出する。また、電波計測部１１７は、受信したマイクロ波の電力を計測し、送信されたマイクロ波の電力に対して、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２間でどの程度の割合の電力が伝送されたかを算出する。電波計測部は、例えば、ダイオード検波回路、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）ミキサ回路等であってもよい。
【００４４】
電波制御部１１９は、電波計測部１１７の算出した伝送電力に基づいて、電波送電部１１１のマイクロ波信号生成を制御する。電波制御部１１９は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）およびメモリ等によって形成される。
【００４５】
電波制御部１１９の機能を、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２が腫瘍部とインピーダンス整合が成されるアンテナである場合を例にして、説明する。具体的には、電波制御部１１９は、伝送された電力の割合が小さければ、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２が接触している生体組織は腫瘍部ではないと判断し、電波送電部１１１にマイクロ波生成を停止させる。その後、マイクロ波発信装置１１Ａが移動し、接触対象物が変化した後に、電波制御部１１９は、電波送電部１１１にマイクロ波生成を再開させる。また、電波制御部１１９は、伝送された電力の割合が大きければ、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２が接触している生体組織は腫瘍部であると判断する。また電波制御部１１９は、腫瘍部の治療またはマーキングをしてもよい。
【００４６】
また、生体組織内部の腫瘍部を検出するために、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２が正常組織とインピーダンス整合が成されるアンテナである場合について、電波制御部１１９の機能を説明する。電波制御部１１９は、伝送された電力の割合が小さければ、内部に腫瘍部があると判断し、また、伝送された電力の割合が大きければ、内部に腫瘍がないと判断する。係る場合、電波制御部１１９は、内部の腫瘍の存在を判断した時点で、正常な生体組織へのマイクロ波の伝送を停止させるために、電波送電部１１１にマイクロ波生成を停止させてもよい。
【００４７】
（１．２．２．第２の内部構成例）
次に、図７を参照して、マイクロ波発信装置１１Ｂの第２の内部構成例について説明を行う。第２の内部構成例は、第１の内部構成例の構成に加えて、アンテナのインピーダンスを変更する第１可変整合部１２１および第２可変整合部１２２を有する。係る構成により、第２の内部構成例では、異なる誘電率を有する腫瘍部とインピーダンス整合を成すようにアンテナのインピーダンスを変更したり、アンテナが伝送するマイクロ波の周波数を変更したりすることができる。
【００４８】
図７に示すように、第２の内部構成例に係るマイクロ波発信装置１１Ｂは、第１アンテナ１０１と、第２アンテナ１０２と、電波送電部１１１と、電波分離部１１３と、電波切換部１１５と、電波計測部１１７と、電波制御部１１９と、第１可変整合部１２１と、第２可変整合部１２２と、を備える。
【００４９】
ここで、第１アンテナ１０１、第２アンテナ１０２、電波送電部１１１、電波分離部１１３、電波切換部１１５、および電波計測部１１７については、（１．２．１．第１の内部構成例）で図６を参照して説明したとおりであるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００５０】
第１可変整合部１２１および第２可変整合部１２２は、電波制御部１１９によって制御され、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２のインピーダンスを変更する。第１可変整合部１２１および第２可変整合部１２２は、例えば、大きさ、種類等が異なるため誘電率が異なる複数の腫瘍部７を検出する際に、アンテナのインピーダンスを変更し、各腫瘍部７とアンテナのインピーダンス整合が成されるようにすることができる。また、第１可変整合部１２１および第２可変整合部１２２は、腫瘍部７の治療に特定の周波数（例えば、２．５４ＧＨｚ等）のマイクロ波を用いる場合に、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２のインピーダンスを変更する。これにより、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２は、腫瘍部検出用のマイクロ波と腫瘍部治療用のマイクロ波に別々の周波数のマイクロ波を使用することができる。第１可変整合部１２１および第２可変整合部１２２は、例えば、ダイオード整合回路、バリキャップ整合回路、半導体スイッチ整合回路、およびＭＥＭＳスイッチ整合回路等であってもよい。
【００５１】
電波制御部１１９は、（１．２．１．第１の内部構成例）で説明した構成に加えて、第１可変整合部１２１および第２可変整合部１２２の制御を行う。具体的には、電波制御部１１９は、大きさ、種類等が異なるため誘電率が異なる複数の腫瘍部７を検出する場合、第１可変整合部１２１および第２可変整合部１２２に、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２のインピーダンスを変更させる。また、電波制御部１１９は、腫瘍部７の治療に特定の周波数のマイクロ波を使用する場合、腫瘍部７を治療する際に第１可変整合部１２１および第２可変整合部１２２に、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２のインピーダンスを変更させる。
【００５２】
（１．２．３．第３の内部構成例）
さらに、図８を参照して、第３の内部構成例に係るマイクロ波発信装置１１Ｃの内部構成について説明を行う。第３の内部構成例は、第１の内部構成例の構成に加えて、マイクロ波発信装置１１Ｃの腫瘍検出および治療機能を補助する駆動部１２７と、治療部１２９と、発電部１３１と、マーキング部１３３とを有する。
【００５３】
図８に例示した第３の内部構成例に係るマイクロ波発信装置１１Ｃは、第１アンテナ１０１と、第２アンテナ１０２と、電波送電部１１１と、電波分離部１１３と、電波切換部１１５と、電波計測部１１７と、電波制御部１１９と、装置制御部１２５と、駆動部１２７と、治療部１２９と、発電部１３１と、およびマーキング部１３３と、を備える。
【００５４】
ここで、第１アンテナ１０１、第２アンテナ１０２、電波送電部１１１、電波分離部１１３、電波切換部１１５、電波計測部１１７、および電波制御部１１９については、（１．２．１．第１の内部構成例）で図６を参照して説明したとおりであるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００５５】
装置制御部１２５は、駆動部１２７、治療部１２９、発電部１３１、およびマーキング部１３３等の電波制御部１１９が制御する構成以外の構成について、制御を行う。装置制御部１２５は、例えば、ＣＰＵおよびメモリ等によって形成される。また、装置制御部１２５は、電波制御部１１９と一体化された構成であってもよい。
【００５６】
駆動部１２７は、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２と接触対象物との相対的な位置関係を変更させる。駆動部１２７は、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２の位置を変更させる構成であってもよいし、マイクロ波発信装置１１Ｃの位置を移動させる構成であってもよい。また、駆動部は、例えば、マイクロモータ等のマイクロ波発信装置１１Ｃを自立移動させる構成であってもよいし、有線ワイヤ、ケーブルなどにより外部から操作してマイクロ波発信装置１１Ｃを移動させる構成であってもよい。
【００５７】
また、マイクロ波発信装置１１Ｃは、内視鏡、カテーテル、ペースメーカ等の体内医療機器に装着されていてもよく、係る場合、駆動部１２７は上記の体内医療機器に含まれていてもよい。
【００５８】
治療部１２９は、マイクロ波発信装置１１Ｃが検出した腫瘍部７を治療する。治療部１２９は、腫瘍部７に対する治療を施すことができれば、様々な構成が適用可能である。治療部１２９は、例えば、物理的に腫瘍部７を切除するメスおよびハサミ等であってもよいし、抗がん剤等を腫瘍部７に放出するカプセルおよび注射器等であってもよい。また、腫瘍部７を加熱、焼灼するレーザー発振装置、ラジオ波発信装置、および電極等であってもよい。
【００５９】
発電部１３１は、マイクロ波発信装置１１Ｃが動作するための電力を発電する。発電部１３１は、例えば、リチウム電池や、血液および体液を用いた化学電池または燃料電池であってもよいし、マイクロ波伝送で発生した熱または体温を利用した温度差発電機であってもよい。また、マイクロ波発信装置１１Ｃは、外部から電力が供給されてもよい。
【００６０】
マーキング部１３３は、マイクロ波発信装置１１Ｃが検出した腫瘍部７をマーキングする。マーキング部１３３は、検出した腫瘍部７に対して後に腫瘍部７の治療を行う場合、また、検出した腫瘍部７に対して他の方法で再検査および治療を行う場合等のために腫瘍部７をマーキングする。マーキング部１３３は、例えば、生体に無害な染色剤を腫瘍部７に放出する噴霧器、またはペン等であってもよい。
【００６１】
［１．３．第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置の動作］
さらに、本開示の第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置の動作について、図９および図１０を参照して、第１および第３の内部構成例と第２の内部構成例とに分けて説明する。図９は、第１および第３の内部構成例に係るマイクロ波発信装置１１の動作を示したフローチャ−ト図であり、図１０は、第２の内部構成例に係るマイクロ波発信装置１１Ｂの動作を示したフローチャート図である。
【００６２】
（１．３．１．第１および第３の内部構成例に係るマイクロ波発信装置の動作）
まず、図９を参照して、第１および第３の内部構成例に係るマイクロ波発信装置１１の動作について、説明を行う。
【００６３】
マイクロ波発信装置１１は、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２間でマイクロ波伝送を開始する（Ｓ１０１）。次に、マイクロ波発信装置１１は、接触対象物に第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２を接触させる（Ｓ１０３）。ここで、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２は、接触対象物とインピーダンス整合が成されるようになっている。マイクロ波発信装置１１は、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２間で伝送される伝送電力を電波計測部１１７によって計測し、アンテナ間の伝送電力が規定値以上であるかを判断する（Ｓ１０５）。
【００６４】
アンテナ間の伝送電力が規定値以上である場合（Ｓ１０５／Ｙｅｓ）、マイクロ波発信装置１１は、腫瘍部７を検出したと判断する。さらにマイクロ波発信装置１１は、腫瘍部７に対して治療を行うか否かを判断する（Ｓ１０７）。マイクロ波発信装置１１Ａが治療部１２９を備えており、かつ治療可能であると判断した場合（Ｓ１０７／Ｙｅｓ）、治療部１２９は、治療を実施し（Ｓ１０９）、さらに治療が完了したことをＳ１０５に戻って伝送電力を計測して確認する。また、マイクロ波発信装置１１が腫瘍部７に対して治療を行わない場合（Ｓ１０７／Ｎｏ）、マイクロ波発信装置１１は、マーキング部１３３により腫瘍部７の位置をマーキングする（Ｓ１１１）。
【００６５】
アンテナ間の伝送電力が規定値に満たない場合（Ｓ１０５／Ｎｏ）、マイクロ波発信装置１１は、腫瘍部７が検出されなかったと判断し、マイクロ波伝送を停止させる（Ｓ１１３）。また、腫瘍部７の位置をマーキングしたマイクロ波発信装置１１もマイクロ波伝送を停止させる（Ｓ１１３）。その後、マイクロ波発信装置１１は、駆動部１２７を用いて検出位置を移動し（Ｓ１１５）、腫瘍部７の検査が終了するまでＳ１０１にループして以上の動作を繰り返す。
【００６６】
（１．３．２．第２の内部構成例に係るマイクロ波発信装置の動作）
次に、図１０を参照して、第２の内部構成例に係るマイクロ波発信装置１１Ｂの動作について、説明を行う。第２の内部構成例においては、第１可変整合部１２１および第２可変整合部１２２を有するため、整合回路を変更して、様々なインピーダンスを有するアンテナを用いて腫瘍部７の検出を行うことができる。
【００６７】
マイクロ波発信装置１１Ｂが実行する動作は、Ｓ１０１〜Ｓ１１１は、（１．３．１．第１および第３の内部構成例に係るマイクロ波発信装置の動作）で説明したとおりであるので、ここでの詳細な説明は省略する。第２の内部構成例においては、腫瘍部検出が終了し、マイクロ波伝送を停止させる（Ｓ１１３）前に、第１可変整合部１２１および第２可変整合部１２２を用いて、整合回路を変更する（Ｓ１１７）。そして、整合回路が変更されたことにより、インピーダンスが変更された第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２を用いて、再度Ｓ１０１から腫瘍部７の検出を行う。係る動作をマイクロ波発信装置１１Ｂは、すべての整合条件について実施する。すべての整合条件について、腫瘍部７の検出が終了した場合、マイクロ波発信装置１１Ｂは、マイクロ波伝送を停止して（Ｓ１１３）、検出位置を移動し（Ｓ１１５）、再度Ｓ１０１より腫瘍部７の検出を行う。
【００６８】
ここで、上記では、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２が腫瘍部７とインピーダンス整合が成される場合のマイクロ波発信装置１の動作について説明した。（１．１．２．マイクロ波発信装置の変形例）に記載したように、マイクロ波発信装置１が正常な生体組織とインピーダンス整合が成される第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２を有する場合は、Ｓ１０５においてアンテナ間の伝送電力が規定値以下かどうかで判断を行う。
【００６９】
［１．４．第１の実施形態のまとめ］
以上にて、図１〜図１０を参照して、本開示の第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置１について、詳細に説明を行った。本開示の第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置１は、接触対象物とインピーダンス整合が成される２本以上のアンテナを備え、該アンテナ間でマイクロ波伝送を行うことにより、生体組織にアンテナ部を刺し入れる等の侵襲を行うことなく腫瘍部７の検出を行うことが可能である。
【００７０】
また、本開示の第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置１は、腫瘍部７に効率よくマイクロ波を伝送し、正常な生体組織５Ｂにはほとんどマイクロ波を伝送しないため、腫瘍部７に選択的にマイクロ波を伝送し、腫瘍部７を治療することが可能である。
【００７１】
さらに、本開示の第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置１は、２本以上のアンテナ間でマイクロ波伝送を行うことにより、表面の腫瘍部７のみならず、生体組織５Ｃ内部の腫瘍部７を検出することが可能である。さらに、マイクロ波発信装置１は、より多くのアンテナを備え、互いにマイクロ波伝送を行うことにより、腫瘍部７の立体形状を把握することも可能である。
【００７２】
ここで、本開示の第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置１の内部構成例について、第１〜第３の内部構成例を挙げて説明したが、本開示の技術内容は上記の例に限定されない。例えば、本開示の第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置１は、第２の内部構成例と第３の内部構成例とを組み合わせた内部構成を有していてもよい。
【００７３】
＜２．第２の実施形態＞
［２．１．第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置の概要］
（２．１．１．マイクロ波発信装置の基本構成）
次に、図１１〜図１３を参照して、本開示の第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１の概要について説明する。図１１は、本開示の第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１の概要を説明する説明図である。
【００７４】
図１１に示した例では、本開示の第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１Ａおよび２１Ｂは、臓器５０の内空間に配置される。また、臓器５０は、内部に腫瘍部７０を有しているものとする。
【００７５】
図１１において、マイクロ波発信装置２１Ａおよび２１Ｂは、互いのマイクロ波発信装置間でマイクロ波の伝送を行う。また、マイクロ波発信装置２１Ａおよび２１Ｂの各アンテナはマイクロ波が伝送できる所定のインピーダンスとなっている。
【００７６】
ここで、臓器５０の例として胃を想定して、成人の胃の大きさを臓器５０の大きさとし、正常部の比誘電率εｎを「εｎ＝９．８」、腫瘍部７０の比誘電率εｔを「εｔ＝５０．７」として、マイクロ波発信装置間のマイクロ波の伝達特性のシミュレーションを行った。図１２は、上記シミュレーション条件において、腫瘍部７０を有する臓器５０のマイクロ波発信装置間の伝達特性をシミュレーションしたグラフ図である。また、図１３は、腫瘍部７０を有しない臓器５０におけるマイクロ波発信装置間の伝達特性をシミュレーションしたグラフ図である。ここで、マイクロ波伝送を行った際の伝達特性のシミュレーションには、レイトレース法を用いた。
【００７７】
図１２および図１３に示すように、所定の設定周波数において、マイクロ波発信装置２１Ａおよび２１Ｂ間の伝達特性は、臓器５０が腫瘍部７０を有するか否かによって、異なる。例えば、図１２において臓器５０が腫瘍部７０を有する場合の伝達特性は点Ｃで示すように、「７２°において０．３１５」であるが、図１３において臓器５０が腫瘍部７０を有しない場合の伝達特性は点Ｄで示すように「１２３°において０．４０９」である。したがって、本開示の第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１は、マイクロ波発信装置間のマイクロ波の伝達特性を計測することによって、臓器５０内部の腫瘍部７０の存在の有無を非接触で判別することが可能である。
【００７８】
ここで、マイクロ波発信装置間のマイクロ波の伝達特性は、臓器５０の大きさおよび臓器５０の内空間の大きさによって変動する。したがって、腫瘍部７０の存在の判別のためには、判別したい臓器ごとに腫瘍部７０が存在する場合の伝達特性と、腫瘍部７０が存在せず正常である場合の伝達特性をデータベース化することが望ましい。該データベースを用いることにより、計測したマイクロ波の伝達特性がどちらのデータベースと一致率が高いかによって、腫瘍部７０の存在を判別することが可能である。また、該データベースを作成し、マイクロ波の伝達特性と腫瘍部７０の大きさおよびマイクロ波発信装置との位置関係を関係づけることにより、マイクロ波の伝達特性の位相と振幅から、腫瘍部７０の大きさおよび位置を推測することも可能である。
【００７９】
（２．１．２．マイクロ波発信装置の変形例）
次に、図１４を参照して、本開示の第２の実施形態の変形例に係るマイクロ波発信装置２３について説明する。第２の実施形態の変形例に係るマイクロ波発信装置２３Ａおよび２３Ｂは、アンテナをそれぞれ複数備えることにより、マイクロ波の伝達特性の分解能を向上させ、腫瘍部７０の検出感度を向上させることが可能である。図１４は、複数のアンテナを有するマイクロ波発信装置２３Ａおよび２３Ｂのマイクロ波伝送を説明する説明図である。
【００８０】
図１４に示した例では、本開示の第２の実施形態の変形例に係るマイクロ波発信装置２３Ａおよび２３Ｂは、内部に腫瘍部７０を有する臓器５０の内空間に配置される。また、マイクロ波発信装置２３Ａおよび２３Ｂは、それぞれ２本ずつのアンテナを備え、該２本のアンテナ間でマイクロ波の伝送を行う。また、マイクロ波発信装置２３Ａおよび２３Ｂの各アンテナはマイクロ波が伝送できるようにインピーダンス整合が成されている。
【００８１】
例えば、マイクロ波発信装置２３Ａの第１アンテナ２３１から伝送されたマイクロ波は、マイクロ波発信装置２３Ｂの第１アンテナ２３５および第２アンテナ２３７で受信される。また、マイクロ波発信装置２３Ａの第２アンテナ２３３から伝送されたマイクロ波は、マイクロ波発信装置２３Ｂの第１アンテナ２３５および第２アンテナ２３７で受信される。
【００８２】
ここで、マイクロ波発信装置２３Ａの第１アンテナ２３１および第２アンテナ２３３より、異なる情報を有するマイクロ波を伝送する。これにより、マイクロ波を受信したマイクロ波発信装置２３Ｂの第１アンテナ２３５および第２アンテナ２３７はそれぞれ、マイクロ波がどちらのアンテナから送信されたかを分離して判別することができる。したがって、本開示の第２の実施形態の変形例では、マイクロ波発信装置２３Ａおよび２３Ｂがそれぞれ２本ずつアンテナを備えることにより、マイクロ波の伝送経路を４種類にすることができ、４つの伝達特性を得ることができる。
【００８３】
具体的には、マイクロ波発信装置２３Ａが送信するマイクロ波の特性をＴｘとし、マイクロ波発信装置２３Ｂが受信したマイクロ波の特性をＲｘとすると、伝達特性を示す伝達関数Ｈは、以下のように表すことができる。ここで、ｒ１、ｒ２は各アンテナが受信する信号の大きさであり、ｔ１、ｔ２は各アンテナが送信する信号の大きさである。また、ｈ１１、ｈ１２、ｈ２１、ｈ２２は各伝送経路に対応する伝達関数の成分である。
【００８４】
【数１】
2014128377.tif 000003
【００８５】
マイクロ波発信装置２３Ａおよび２３Ｂは、上記の式に基づいて伝達関数Ｈの固有値を算出し、腫瘍部７０を有する臓器５０のデータベースおよび正常な臓器５０のデータベースの伝達関数の固有値と照合することで、腫瘍部７０の有無を判別することができる。
【００８６】
以上説明したように、本開示の第２の実施形態の変形例に係るマイクロ波発信装置は、マイクロ波の伝達特性を増やし、情報量を増加させることで、伝達特性の分解能を向上させることができるため、腫瘍部７０の検出感度を向上させることが可能である。
【００８７】
なお、マイクロ波発信装置２３Ａおよび２３Ｂが有するアンテナの数は、２本以上であれば、上記の構成を取ることが可能である。また、マイクロ波発信装置２３Ａおよび２３Ｂが有するアンテナの数が多い程、マイクロ波の伝送経路が増えるため、より腫瘍部７０の検出感度を向上させることが可能である。
【００８８】
［２．２．第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置の内部構成］
以上、図１１〜図１４を参照して本開示の第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１について、説明を行った。以下では、第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１の内部構成について、図１５を参照して説明する。図１５は、第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１の内部構成を示したブロック図である。第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１の内部構成は、第１の実施形態に係るマイクロ波発信装置１１に対して、第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２がアンテナ２２１となったことが異なる。
【００８９】
図１５に示すように、第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１は、電波送電部２１１と、電波分離部２１３と、電波切換部２１５と、電波計測部２１７と、電波制御部２１９と、アンテナ２２１と、を備える。
【００９０】
ここで、電波送電部２１１は電波送電部１１１と実質的に同様であり、電波分離部２１３は電波分離部１１３と実質的に同様であり、電波切換部２１５は電波切換部１１５と実質的に同様であり、電波計測部２１７は電波計測部１１７と伝送電力に換えて伝達特性を計測する以外は実質的に同様であり、電波制御部２１９は電波制御部１１９と実質的に同様であり、アンテナ２２１は第１の実施形態で説明した第１アンテナ１０１および第２アンテナ１０２と実質的に同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００９１】
また、第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１は、図９を参照して（１．２．２．第２の内部構成例）にて説明した可変整合部を備えていてもよい。可変整合部は、アンテナ２２１と電波切換部２１５との間に備えられ、アンテナ２２１のインピーダンスを変更する。
【００９２】
さらに、第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１は、図８を参照して（１．２．３．第３の内部構成例）にて説明した、装置制御部１２５、駆動部１２７、治療部１２９、発電部１３１、およびマーキング部１３３を備えていてもよい。さらに、第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１は、上記の可変整合部を備えてもよいことは言うまでもない。
【００９３】
なお、上記において、アンテナ２２１は無指向性アンテナとして説明を行ったが、アンテナ２２１は指向性アンテナであってもよい。係る場合、アンテナ２２１は、臓器５０の特定の部位の腫瘍部７０の存在を集中的に検出することができる。例えば、まず無指向性アンテナであるアンテナ２２１を有するマイクロ波発信装置２１を用いて、臓器５０全体の調査を行い、さらに腫瘍部７０の存在が疑わる部位を指向性アンテナであるアンテナ２２１を有するマイクロ波発信装置２１で調査を行ってもよい。腫瘍部７０の存在が疑われる部位は、マイクロ波発信装置２１が取得した比誘電率を用いて臓器５０全体の２次元または３次元マッピングを行い、検出することが可能である。
【００９４】
［２．３．第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置の動作］
続いて、本開示の第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１の動作について、図１６および１７を参照して説明する。ここで、第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１が可変整合部を備えていない場合を第１の動作例として図１６を参照して説明する。また、第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１が可変整合部を備えている場合を第２の動作例として図１７を参照して説明する。
【００９５】
（２．３．１．第１の動作例）
まず、図１６を参照して、可変整合部を備えない第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１Ａおよび２１Ｂの動作を説明する。図１６は、可変整合部を備えない第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１の動作を示したフローチャート図である。
【００９６】
マイクロ波発信装置２１Ａおよび２１Ｂは、アンテナ２２１よりマイクロ波の伝送を開始する（Ｓ２０１）。ここで、マイクロ波発信装置２１Ａおよび２１Ｂは、伝送するマイクロ波に所定の信号を加えることによって、協調動作をするようにしてもよい。以下では、一方のマイクロ波発信装置２１Ａが受電し、他方のマイクロ波発信装置２１Ｂが送電しているとして、マイクロ波発信装置２１Ａの動作について説明する。
【００９７】
マイクロ波発信装置２１Ａは、マイクロ波の伝送を開始した（Ｓ２０１）後、任意位置に静止する（Ｓ２０２）。次にマイクロ波発信装置２１Ａは、マイクロ波発信装置２１Ｂからのマイクロ波を受電し、伝達特性を計測する（Ｓ２０３）。マイクロ波発信装置２１Ａは、計測した伝達特性をデータベースと照合し腫瘍部７０の存在を示すものであるか判断する（Ｓ２０４）。
【００９８】
計測した伝達特性が腫瘍部７０の存在を示すものである場合（Ｓ２０４／Ｙｅｓ）、マイクロ波発信装置２１Ａは、計測した伝達特性から腫瘍部７０の位置を推測し、治療を行うか否かを判断する（Ｓ２０７）。腫瘍部７０がマイクロ波発信装置２１Ａの近傍、かつ臓器５０の表面にあり、治療可能である場合（Ｓ２０７／Ｙｅｓ）、マイクロ波発信装置２１Ａは、該腫瘍部７０の治療を行う（Ｓ２０９）。さらに、マイクロ波発信装置２１Ａは、治療が完了したことをＳ２０４に戻って伝達特性を計測して確認する。
【００９９】
また、腫瘍部７０が内部ある等によりマイクロ波発信装置２１Ａが治療を行えない場合（Ｓ２０７／Ｎｏ）、マイクロ波発信装置２１Ａは、腫瘍部７０の位置を示すマーキングを行う（Ｓ２１１）。ここで、マイクロ波発信装置２１Ａは、腫瘍部７０の位置をマーキングするのではなく、メモリ等に伝達特性から推測した腫瘍部７０の位置を記憶してもよい。
【０１００】
計測した伝達特性が腫瘍部７０の存在を示すものではなかった場合（Ｓ２０４／Ｎｏ）、マイクロ波発信装置２１Ａは、腫瘍部７０が検出されなかったと判断し、マイクロ波の伝送を停止する（Ｓ２１３）。また、腫瘍部７０の位置を示すマーキングをした場合も同様にマイクロ波の伝送を停止する（Ｓ２１３）。その後、マイクロ波発信装置２１Ａは、検出位置の移動を行い（Ｓ２１５）、検査対象の腫瘍部７０の検査が終了するまでＳ２０１にループして以上の動作を繰り返す。
【０１０１】
（２．３．２．第２の動作例）
続いて、図１７を参照して、可変整合部を備えた第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１の動作を説明する。図１７は、可変整合部を備えた第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１の動作を示したフローチャート図である。ただし、（２．３．１．第１の動作例）で説明したＳ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０７、Ｓ２０９、およびＳ２１１の動作は「腫瘍検出、治療処理（Ｓ２１９）」としてまとめて記載した。第２の動作例において、マイクロ波発信装置２１は整合回路により、様々なインピーダンスを有するアンテナを用いて腫瘍部７０の検出を行うことができる。
【０１０２】
マイクロ波発信装置２１Ａおよび２１Ｂが実行する動作は、Ｓ２０１〜Ｓ２１９までは、（２．３．１．第１の動作例）で説明した動作と同様であるので、ここでの説明は省略する。第２の動作例において、腫瘍検出、治療処理（Ｓ２１９）終了後に可変整合部にてアンテナ２２１の整合回路を変更する（Ｓ２１７）。そして、整合回路が変更されたことにより、インピーダンスが変更されたアンテナ２２１を用いて、再度Ｓ２０１から腫瘍部７０の検出を行う。ここで、マイクロ波発信装置２１Ｂについても、協調動作をさせて、アンテナ２２１の整合回路を変更することが望ましい。すべての整合条件について、腫瘍部７０の検出が終了した場合、マイクロ波発信装置２１Ａは、マイクロ波の伝送を停止する（Ｓ２１３）。その後、マイクロ波発信装置２１Ａは、検出位置の移動を行い（Ｓ２１５）、検査対象の腫瘍部７０の検査が終了するまでＳ２０１にループして以上の動作を繰り返す。
【０１０３】
［２．４．第２の実施形態のまとめ］
以上、図１１〜図１７を参照して、本開示の第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１について、詳細に説明を行った。本開示の第２の実施形態に係るマイクロ波発信装置２１は、少なくとも１本以上のアンテナを備え、臓器５０内部にて他のアンテナ間で電力伝送を行う。係る構成により、マイクロ波発信装置２１は、アンテナ間の伝達特性より臓器５０の内部に存在する腫瘍部７０を非接触で検出することが可能である。
【０１０４】
＜３．第３の実施形態＞
［３．１．第３の実施形態に係るマイクロ波発信システムの概要］
さらに以下では、図１８〜図２４を参照して、本開示の第３の実施形態に係るマイクロ波発信システムについて、説明を行う。図１８は、本開示の第３の実施形態に係るマイクロ波発信システムの概要を説明する説明図である。
【０１０５】
図１８に示した例では、本開示の第３の実施形態に係るマイクロ波発信システムは、臓器５０の内部に配置される複数のマイクロ波発信装置３１と、体外に存在する外部制御装置３５と、を含む。また、臓器５０は、内部に腫瘍部７０を有しているものとする。
【０１０６】
マイクロ波発信装置３１は、マイクロ波発信装置３１間で互いにマイクロ波の伝送を行う。また、少なくともいずれかのマイクロ波発信装置３１は、外部制御装置３５とデータ通信を行う。また、マイクロ波発信装置３１が複数のアンテナを有している場合は、一つのマイクロ波発信装置３１が備えるアンテナ間でマイクロ波伝送を行ってもよい。また、マイクロ波発信装置３１のそれぞれのアンテナは、互いにマイクロ波伝送ができるようにインピーダンスが設定されている。なお、マイクロ波発信装置３１の数は、多いほど取得できる伝達特性が増え腫瘍部７０の検出感度が向上するため、より好ましい。
【０１０７】
マイクロ波発信装置３１は、互いにマイクロ波の伝送を行い、マイクロ波の伝達特性を計測する。マイクロ波発信システムは、第２の実施形態と同様に、腫瘍部７０を有する臓器５０の伝達特性のデータベースと、測定した伝達特性とを照合することにより臓器５０内の腫瘍部７０の存在を検出することができる。
【０１０８】
外部制御装置３５は、少なくともいずれかのマイクロ波発信装置３１とデータ通信を行う。具体的には、図１８に示した例では、外部制御装置３５は、それぞれのマイクロ波発信装置３１よりマイクロ波の伝達特性を収集し、マイクロ波発信装置３１のそれぞれの位置およびマイクロ波伝送等を制御する。外部制御装置３５は、腫瘍部７０を有する臓器５０の伝達特性のデータベースを備えてもよく、マイクロ波発信装置３１が計測した伝達特性と照合することにより、臓器５０内の腫瘍部７０の存在を検出してもよい。ここで、外部制御装置３５は、例えば、外部に設けられたサーバまたはコンピュータなどである。
【０１０９】
外部制御装置３５は、例えば、各マイクロ波発信装置３１をデータ通信の通信周波数をそれぞれ相異させることによって判別し、各マイクロ波発信装置３１の制御を行う。また、外部制御装置３５は、各マイクロ波発信装置３１が送信する通信データ中に識別信号を含ませることによって各マイクロ波発信装置３１を判別してもよい。
【０１１０】
また、外部制御装置３５は、各マイクロ波発信装置３１の位置を、センターポール等の所定の基準点からの相対位置より求めてもよい。外部制御装置３５は、各マイクロ波発信装置３１の位置を、内視鏡等で位置を確認して求めてもよい。さらに、外部制御装置３５は、マイクロ波発信装置３１に蛍光または発光色素、磁性体等を含ませておき、体外からマイクロ波発信装置３１の位置を確認できるようにしてもよい。上記の構成等により、外部制御装置３５は、各マイクロ波発信装置３１の位置を検知し、制御することができる。
【０１１１】
［３．２．第３の実施形態に係るマイクロ波発信システムの内部構成］
引き続き、本開示の第３の実施形態に係るマイクロ波発信システムの内部構成について、図１９および図２０を参照して、第１の内部構成例および第２の内部構成例を説明する。図１９は、第１の内部構成例に係るマイクロ波発信システムの内部構成を示したブロック図であり、図２０は、第２の内部構成例に係るマイクロ波発信システムの内部構成を示したブロック図である。
【０１１２】
（３．２．１．第１の内部構成例）
まず、図１９を参照して、第１の内部構成例に係るマイクロ波発信システムの内部構成について説明を行う。図１９に示すように、第１の内部構成例に係るマイクロ波発信システムは、外部制御装置３５およびマイクロ波発信装置３１Ａで構成される。マイクロ波発信装置３１Ａは、電波送電部３１１と、電波分離部３１３と、電波計測部３１７と、電波制御部３１９と、通信切換部３２９と、共通アンテナ３２１と、無線通信部３２３Ａと、備える。また、外部制御装置３５は、制御装置制御部３５１と、制御装置通信部３５３と、制御装置アンテナ３５５と、データ記憶部３５７と、を備える。
【０１１３】
ここで、電波送電部３１１は電波送電部１１１と実質的に同様であり、電波分離部３１３は電波分離部１１３と実質的に同様であり、電波計測部３１７は電波計測部１１７と伝送電力に換えて伝達特性を計測する以外は実質的に同様であり、電波制御部３１９は電波制御部１１９と実質的に同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１１４】
共通アンテナ３２１は、マイクロ波発信装置間で腫瘍部７０検出のためのマイクロ波伝送、および外部制御装置３５とのデータ通信用の電波の発信を行う。ここで、腫瘍部７０検出のためのマイクロ波とデータ通信に用いる電波の周波数は同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、データ通信に用いる電波は、マイクロ波であってもよいし、ミリ波であってもよい。また、共通アンテナ３２１は、例えば、線状アンテナ、面状アンテナ、スロット状アンテナ、誘電体アンテナ、磁性体アンテナ、指向性アンテナ、指向性可変アンテナ、およびメタマテリアルアンテナ等であってもよい。
【０１１５】
無線通信部３２３Ａは、外部制御装置３５へのデータ通信を制御する。具体的には、無線通信部３２３Ａは、マイクロ波発信装置３１Ａから外部制御装置３５へデータを送信し、また、外部制御装置３５からの位置およびマイクロ波伝送等の指示を受信する。
【０１１６】
通信切換部３２９は、共通アンテナ３２１が発信する電波を切り換える。具体的には、通信切換部３２９は、腫瘍部７０検出のためのマイクロ波およびデータ通信に用いる電波のどちらを共通アンテナ３２１が発するかを切り換える。通信切換部３２９は、例えば、半導体スイッチ回路、ＭＥＭＳスイッチ回路等であってもよい。
【０１１７】
また、外部制御装置３５が備える制御装置アンテナ３５５は、マイクロ波発信装置３１Ａとデータ通信可能な電波を発信する。制御装置アンテナ３５５は、具体的には、共通アンテナ３２１と同様に、多様な形態のアンテナで構成することができる。
【０１１８】
制御装置通信部３５３は、マイクロ波発信装置３１Ａとデータ通信を行う。具体的には、制御装置通信部３５３は、マイクロ波発信装置３１Ａより位置情報およびマイクロ波の伝達特性等の情報を受信し、マイクロ波発信装置３１Ａの位置やマイクロ波伝送を制御する指示を送信する。また、制御装置制御部３５１は、外部制御装置３５およびマイクロ波発信装置３１Ａの制御を行う。制御装置制御部３５１は、例えば、ＣＰＵおよびメモリ等によって形成される。
【０１１９】
データ記憶部３５７は、マイクロ波発信装置３１Ａから受信した伝達特性を含む情報を記憶する。また、データ記憶部３５７は、腫瘍部７０を有する臓器５０の伝達特性データベース、腫瘍部７０を有しない臓器５０の伝達特性データベース等を記憶していてもよい。データ記憶部３５７は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）装置、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）装置などの記録媒体で実現されてもよい。
【０１２０】
以上説明したように、第１の内部構成例に係るマイクロ波発信装置３１Ａは、一つのアンテナを腫瘍部７０検出のためのマイクロ波伝送、および外部制御装置３５とのデータ通信用の電波の発信の双方に切り替えて使用することが可能である。
【０１２１】
（３．２．２．第２の内部構成例）
次に、図２０を参照して、第２の内部構成例に係るマイクロ波発信システムの内部構成について、説明を行う。第２の内部構成例は、第１の内部構成例に対して、外部制御装置３５とのデータ通信用のアンテナを腫瘍部７０検出のためのマイクロ波を伝送するアンテナとは別に設けたことに特徴がある。
【０１２２】
図２０に示した例では、第２の内部構成例に係るマイクロ波発信システムは、外部制御装置３５およびマイクロ波発信装置３１Ｂで構成される。マイクロ波発信装置３１Ｂは、電波送電部３１１と、電波分離部３１３と、電波計測部３１７と、電波切換部３１５と、電波制御部３１９と、無線通信部３２３Ｂと、マイクロ波アンテナ３２５と、データ通信アンテナ３２７と、備える。また、外部制御装置３５は、制御装置制御部３５１と、制御装置通信部３５３と、制御装置アンテナ３５５と、データ記憶部３５７と、を備える。
【０１２３】
ここで、電波送電部３１１は電波送電部１１１と実質的に同様であり、電波分離部３１３は電波分離部１１３と実質的に同様であり、電波計測部３１７は電波計測部２１７と実質的に同様であり、電波切換部３１５は電波切換部２１５と実質的に同様であり、電波制御部３１９は電波制御部１１９と実質的に同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。また、外部制御装置３５の構成は、第１の内部構成例で説明した構成と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１２４】
無線通信部３２３Ｂは、外部制御装置３５へのデータ通信を制御する。具体的には、無線通信部３２３Ｂは、データ通信アンテナ３２７によりマイクロ波発信装置３１Ｂから外部制御装置３５へデータを送信し、また、外部制御装置３５からの位置およびマイクロ波伝送等の指示を受信する。さらに、無線通信部３２３Ｂは、一定周期で外部制御装置３５とのデータ通信の通信状態を確認する。無線通信部３２３Ｂは、正常なデータ通信が行えない程度に通信状態が悪いと判断した場合、外部制御装置３５とのデータ通信を一時停止させ、一定時間後にデータ通信を再開させる。ここで、データ通信アンテナ３２７による外部制御装置３５との通信状態が悪化する場合としては、例えば、データ通信アンテナ３２７からの電波とマイクロ波アンテナ３２５からのマイクロ波が干渉する場合等が挙げられる。
【０１２５】
マイクロ波アンテナ３２５は、マイクロ波発信装置間で腫瘍部７０検出のためのマイクロ波伝送を行う。マイクロ波アンテナ３２５は、第１の実施形態および第２の実施形態で説明したように、多様な形態のアンテナで構成することが可能である。
【０１２６】
データ通信アンテナ３２７は、外部制御装置３５とのデータ通信用の電波の発信を行う。データ通信アンテナ３２７は、外部制御装置３５と通信が行えれば、どのような電波を発生させるものでもよく、体外の外部制御装置３５とのデータ通信に最適な周波数の電波を選択することができる。また、データ通信アンテナ３２７は、多様な形態のアンテナで構成することができる。
【０１２７】
第２の内部構成例において、データ通信アンテナ３２７は、データ通信用の電波の発信を行えればよく、マイクロ波アンテナ３２５は、マイクロ波伝送を行えればよいため、それぞれに最適のアンテナ構成とすることが可能である。
【０１２８】
以上にて、第３の実施形態に係るマイクロ波発信システムの内部構成について、説明を行った。第３の実施形態に係るマイクロ波発信装置３１においても、第２の実施形態において説明したように、可変整合部を備えていてもよい。可変整合部は、共通アンテナ３２１と通信切換部３２９との間、マイクロ波アンテナ３２５と電波切換部３１５との間に備えられ、各アンテナのインピーダンスを変更する。
【０１２９】
また、第３の実施形態に係るマイクロ波発信装置３１は、図８を参照して（１．２．３．第３の内部構成例）にて説明した、装置制御部１２５、駆動部１２７、治療部１２９、発電部１３１、およびマーキング部１３３を備えていてもよい。さらに、第３の実施形態に係るマイクロ波発信装置３１は、上記の可変整合部を備えてもよいことは言うまでもない。
【０１３０】
なお、第３の実施形態に係るマイクロ波発信装置３１は、図１４を参照して（２．１．２．マイクロ波発信装置の変形例）にて説明したように、複数のアンテナを有してもよい。係る場合、マイクロ波発信装置３１は、各アンテナにてマイクロ波の伝送を行い、マイクロ波の伝送経路を増やすことができる。したがって、マイクロ波発信装置３１は、マイクロ波の伝達特性の分解能を向上させることができるため、腫瘍部の検出感度を向上させることができる。
【０１３１】
さらに、第３の実施形態に係るマイクロ波発信装置３１が有する共通アンテナ３２１およびマイクロ波アンテナ３２５は、上記では無指向性アンテナとして説明を行ったが、指向性アンテナであってもよい。係る場合、アンテナ２２１は、臓器５０の特定の部位の腫瘍部７０の存在を集中的に検出することができる。
【０１３２】
［３．３．第３の実施形態に係るマイクロ波発信装置の動作］
続いて、本開示の第３の実施形態に係るマイクロ波発信装置３１の動作について、図２１〜２４を参照して説明する。ここで、第１の内部構成例に係るマイクロ波発信装置３１Ａの動作を図２１および図２２を参照して、第２の内部構成例に係るマイクロ波発信装置３１Ｂの動作を図２３および図２４を参照して説明する。
【０１３３】
（３．３．１．第１の内部構成例に係るマイクロ波発信装置の動作）
まず、図２１および図２２を参照して第１の内部構成例に係るマイクロ波発信装置３１Ａの動作を説明する。図２１は、可変整合部を備えないマイクロ波発信装置３１Ａの動作を説明するフローチャート図である。
【０１３４】
図２１に示すように、まず、マイクロ波発信装置３１Ａは、共通アンテナ３２１よりマイクロ波の伝送を開始する（Ｓ３０１）。次にマイクロ波発信装置３１Ａは、次に任意位置に静止し（Ｓ３０２）、マイクロ波を伝送して、伝達特性を計測する。ここで、伝達特性の計測、腫瘍検出、治療処理に係る動作（Ｓ３１９）は、第２の実施形態におけるＳ２１９と実質的に同様であるので、ここでの説明は省略する。腫瘍検出、治療処理（Ｓ３１９）終了後、マイクロ波発信装置３１Ａは、マイクロ波の伝送を停止し、通信切換部３２９にて共通アンテナ３２１をデータ通信用に切り換える（Ｓ３２１）。
【０１３５】
その後、マイクロ波発信装置３１Ａは、外部制御装置３５とデータ通信を行う（Ｓ３２３）。データ通信終了後、マイクロ波発信装置３１Ａは、検出位置の移動を行い（Ｓ３１５）、通信切換部３２９にて再び共通アンテナ３２１をマイクロ波伝送用に切り換え（Ｓ３２５）、臓器５０の腫瘍部７０の検査が終了するまでＳ３０１にループして以上の動作を繰り返す。
【０１３６】
次に、図２２を参照して、可変整合部を有するマイクロ波発信装置３１Ａの動作を説明する。図２２は、可変整合部を備えるマイクロ波発信装置３１Ａの動作を説明するフローチャート図である。
【０１３７】
図２２に示すように、まず、マイクロ波発信装置３１Ａは、共通アンテナ３２１よりマイクロ波の伝送を開始する（Ｓ３０１）。次にマイクロ波発信装置３１Ａは、次に任意位置に静止し（Ｓ３０２）、マイクロ波を伝送して、伝達特性を計測し、腫瘍検出、治療処理を行う（Ｓ３１９）。腫瘍検出、治療処理（Ｓ３１９）終了後、マイクロ波発信装置３１Ａは、可変整合部により共通アンテナ３２１の整合回路を変更する（Ｓ３１７）。そして、整合回路が変更されインピーダンスが変更された共通アンテナ３２１を用いて、再度Ｓ３１９の腫瘍検出、治療処理を行う。
【０１３８】
すべての整合条件について、腫瘍検出、治療処理（Ｓ３１９）が終了した場合、マイクロ波発信装置３１Ａは、マイクロ波の伝送を停止し、通信切換部３２９および可変整合部にて共通アンテナ３２１および整合回路をデータ通信用に切り換える（Ｓ３２７）。その後、マイクロ波発信装置３１Ａは、外部制御装置３５とデータ通信を行う（Ｓ３２３）。データ通信終了後、マイクロ波発信装置３１Ａは、検出位置の移動を行い（Ｓ３１５）、通信切換部３２９および可変整合部にて、再び共通アンテナ３２１をマイクロ波伝送用に切り換え（Ｓ３２５）、臓器５０の腫瘍部７０の検査が終了するまでＳ３０１にループして以上の動作を繰り返す。
【０１３９】
（３．３．２．第２の内部構成例に係るマイクロ波発信装置の動作）
次に、図２３および図２４を参照して第２の内部構成例に係るマイクロ波発信装置３１Ｂの動作を説明する。図２３は、可変整合部を備えないマイクロ波発信装置３１Ｂの動作を説明するフローチャート図である。
【０１４０】
図２３に示すように、マイクロ波発信装置３１Ｂは、マイクロ波アンテナ３２５よりマイクロ波の伝送を開始する（Ｓ３０１）。次にマイクロ波発信装置３１Ｂは、次に任意位置に静止し（Ｓ３０２）、マイクロ波を伝送して、伝達特性を計測し、腫瘍検出、治療処理を行う（Ｓ３１９）。腫瘍検出、治療処理（Ｓ３１９）終了後、マイクロ波発信装置３１Ｂは、マイクロ波の伝送を停止させ（Ｓ３１３）、並行して行っているデータ通信が終了しているか判断する（Ｓ３４３）。
【０１４１】
また、マイクロ波発信装置３１Ｂは、以上の動作と平行して、データ通信アンテナ３２７より外部制御装置３５とデータ通信を行う（Ｓ３３１）。データ通信中に無線通信部３２３Ｂは、外部制御装置３５とデータ通信の通信状態が良好であるかを判断し（Ｓ３３３）、通信状態が悪化していれば（Ｓ３３３／Ｎｏ）、無線通信部３２３Ｂは、データ通信を停止させる（Ｓ３３７）。無線通信部３２３Ｂは、一定時間待機した後（Ｓ３３９）、再度データ通信を再開させる（Ｓ３３１）。また、通信状態が良好である場合（Ｓ３３３／Ｙｅｓ）、無線通信部３２３Ｂはデータ通信を続行させ（Ｓ３３５）、データ送受信が完了するまで一定周期でＳ３３３の通信状態判断を繰り返す。マイクロ波発信装置３１Ｂは、データの送受信が完了した後、データ通信を停止させる（Ｓ３４１）。
【０１４２】
マイクロ波発信装置３１Ｂは、マイクロ波伝送の停止（Ｓ３１３）後、データ通信が終了していることを確認した場合（Ｓ３４３／Ｙｅｓ）、検出位置の移動を行い（Ｓ３１５）、臓器５０の腫瘍部７０の検査が終了するまでＳ３０１にループして以上の動作を繰り返す。
【０１４３】
次に、図２４を参照して、可変整合部を備えるマイクロ波発信装置３１Ｂの動作を説明する。図２４は、可変整合部を有するマイクロ波発信装置３１Ｂの動作を説明するフローチャート図である。
【０１４４】
図２４に示すように、マイクロ波発信装置３１Ｂは、マイクロ波アンテナ３２５よりマイクロ波の伝送を開始する（Ｓ３０１）。次にマイクロ波発信装置３１Ｂは、次に任意位置に静止し（Ｓ３０２）、マイクロ波を伝送して、伝達特性を計測し、腫瘍検出、治療処理を行う（Ｓ３１９）。腫瘍検出、治療処理（Ｓ３１９）終了後、マイクロ波発信装置３１Ｂは、可変整合部によりマイクロ波アンテナ３２５の整合回路を変更する（Ｓ３１７）。そして、整合回路が変更されインピーダンスが変更されたマイクロ波アンテナ３２５を用いて、すべての整合条件について、ループしてＳ３１９の腫瘍検出、治療処理を行う。
【０１４５】
ここで、並行して行われるＳ３３１〜Ｓ３４１までの外部制御装置３５とのデータ通信は、可変整合部の有無にかかわらず、同様であるので、「外部制御装置との通信処理（Ｓ３４５）」としてまとめて記載し、ここでの説明は省略する。
【０１４６】
すべての整合条件について、腫瘍検出、治療処理（Ｓ３１９）が終了した場合、マイクロ波発信装置３１Ｂは、マイクロ波の伝送を停止し、外部制御装置との通信処理（Ｓ３４５）が終了しているか判断する（Ｓ３４３）。データ通信が終了している場合（Ｓ３４３／Ｙｅｓ）、マイクロ波発信装置３１Ｂは、検出位置の移動を行い（Ｓ３１５）、臓器５０の腫瘍部７０の検査が終了するまでＳ３０１にループして以上の動作を繰り返す。
【０１４７】
［３．４．第３の実施形態のまとめ］
以上、図１８〜図２４を参照して、本開示の第３の実施形態に係るマイクロ波発信システムについて、詳細に説明を行った。本開示の第３の実施形態に係るマイクロ波発信システムは、外部制御装置３５により複数のマイクロ波発信装置３１を制御して使用することができるため、臓器５０の内部に存在する腫瘍部７０をより高感度に検出することが可能である。
【０１４８】
＜４．まとめ＞
以上にて、本開示の実施形態に係るマイクロ波発信装置およびマイクロ波発信システムについて説明を行った。本開示の実施形態に係るマイクロ波発信装置およびマイクロ波発信システムによれば、アンテナを患者の生体組織に刺し入れる等の侵襲を行うことなく腫瘍を検出することが可能である。
【０１４９】
また、本開示の実施形態に係るマイクロ波発信装置は、腫瘍部に効率よくマイクロ波を伝送し、正常な生体組織にはほとんどマイクロ波を伝送しないため、腫瘍部に選択的にマイクロ波を伝送することが可能である。したがって、マイクロ波発信装置は、腫瘍部を検出するだけでなく、該腫瘍部に選択的にマイクロ波を伝送し、マイクロ波により腫瘍部を治療することも可能である。
【０１５０】
また、本開示の実施形態に係るマイクロ波発信装置は、アンテナ間でマイクロ波伝送を行い、伝送電力を計測することにより、非接触の臓器内部の腫瘍部を検出することも可能である。
【０１５１】
さらに、本開示の実施形態に係るマイクロ波発信装置は、検出した腫瘍部に対して、物理的、化学的、熱的手段によって治療処理を行うことが可能である。
【０１５２】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１５３】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）所定の誘電率を有する接触対象物とインピーダンス整合が成される２本以上のアンテナを有し、前記インピーダンス整合が成された場合、前記接触対象物を介して、前記２本以上のアンテナ間で腫瘍検出のためのマイクロ波が伝送される、マイクロ波発信装置。
（２）前記接触対象物は、所定の誘電率を有する腫瘍である、前記（１）に記載のマイクロ波発信装置。
（３）前記接触対象物は、所定の誘電率を有する正常組織である、（１）に記載のマイクロ波発信装置。
（４）所定の誘電率を有する接触対象物とインピーダンス整合が成される２本以上のアンテナと、前記接触対象物を介して前記２本以上のアンテナ間で伝送される、腫瘍を検出するためのマイクロ波を送電する電波送電部と、前記２本以上のアンテナ間の前記マイクロ波による伝送電力を計測する電波計測部と、計測された前記伝送電力に応じて前記２本以上のアンテナ間のマイクロ波伝送を制御する電波制御部と、を備えるマイクロ波発信装置。
（５）前記接触対象物は、所定の誘電率を有する腫瘍である、前記（４）に記載のマイクロ波発信装置。
（６）前記接触対象物は、所定の誘電率を有する正常組織である、前記（４）に記載のマイクロ波発信装置。
（７）前記２本以上のアンテナの共振周波数を制御する可変整合部をさらに備える、前記（４）〜（６）のいずれか一項に記載のマイクロ波発信装置。
（８）前記２本以上のアンテナと前記接触対象物との相対的な位置関係を変更する駆動部をさらに備える、前記（４）〜（７）のいずれか一項に記載のマイクロ波発信装置。
（９）検出された前記腫瘍を治療する治療部をさらに備える、前記（４）〜（８）のいずれか一項に記載のマイクロ波発信装置。
（１０）前記マイクロ波発信装置が使用する電力を生成する発電部をさらに備える、前記（４）〜（９）のいずれか一項に記載のマイクロ波発信装置。
（１１）内臓内部にて他のアンテナ間で電力伝送を行う少なくとも１本以上のアンテナを有し、前記電力伝送における伝達特性に基づいて前記内臓の腫瘍を検出する、マイクロ波発信装置。
（１２）アンテナに対して非接触である前記腫瘍を検出する、前記（１１）に記載のマイクロ波発信装置。
（１３）前記伝達特性の振幅および位相の少なくともいずれかに一方に基づいて前記腫瘍を検出する、前記（１１）または（１２）に記載のマイクロ波発信装置。
（１４）前記アンテナを複数有し、前記アンテナの各々の伝達特性に基づいて、前記腫瘍を検出する前記（１１）〜（１３）のいずれか一項に記載のマイクロ波発信装置。
（１５）少なくとも１本以上のアンテナと、前記アンテナからマイクロ波を送電する電波送電部と、内臓におけるマイクロ波の伝達特性を計測する電波計測部と、前記伝達特性に応じて前記アンテナからのマイクロ波伝送を制御する電波制御部と、をさらに備える、前記（１１）〜（１３）のいずれか一項に記載のマイクロ波発信装置。
（１６）内臓の腫瘍を検出するためのマイクロ波を互いに伝送する複数のマイクロ波発信装置と、前記マイクロ波発信装置の少なくともいずれか一つとデータ通信を行う外部制御装置と、を含むマイクロ波発信システム。
（１７）前記マイクロ波発信装置は、マイクロ波伝送のための発信とデータ通信のための発信とを切り替える通信切換部をさらに備える、前記（１６）に記載のマイクロ波発信システム。
（１８）前記マイクロ波発信装置は、腫瘍を検出するためのマイクロ波を発信するアンテナと、データ通信を行うアンテナと、をさらに備える、前記（１６）に記載のマイクロ波発信システム。
（１９）前記データ通信の通信状態に基づいて、前記データ通信を制御する電波制御部をさらに備える、前記（１８）に記載のマイクロ波発信システム。
（２０）前記マイクロ波発信装置は、腫瘍を検出するためのマイクロ波を発信する複数のアンテナを有し、複数のアンテナ各々の伝達特性に基づいて、前記内臓の腫瘍を検出する、前記（１６）〜（１９）のいずれか一項に記載のマイクロ波発信システム。
【符号の説明】
【０１５４】
１、１１、２１、３１Ａ、３１Ｂ  マイクロ波発信装置
５        生体組織
５０      臓器
７、７０  腫瘍部
３５      外部制御装置
１００    アンテナ
１０１、２３１、２３５    第１アンテナ
１０２、２３３、２３７    第２アンテナ
１１１、２１１、３１１    電波送電部
１１３、２１３、３１３    電波分離部
１１５、２１５、３１５    電波切換部
１１７、２１７、３１７    電波計測部
１１９、２１９、３１９    電波制御部
１２１    第１可変整合部
１２２    第２可変整合部
１２５    装置制御部
１２７    駆動部
１２９    治療部
１３１    発電部
１３３    マーキング部
３２１    共通アンテナ
３２３Ａ、３２３Ｂ    無線通信部
３２５    マイクロ波アンテナ
３２７    データ通信アンテナ
３２９    通信切換部
３５１    制御装置制御部
３５３    制御装置通信部
３５５    制御装置アンテナ
３５７    データ記憶部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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