サ-ミスタを利用した生体の熱伝導率測定法

• Project/Area Number: 03650181
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Thermal engineering
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 荒木 信幸 静岡大学, 工学部, 教授 (90005314)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 外山 香澄 聖隷浜松病院, 脳神経外科, 医師 ; 牧野 敦 静岡大学, 工学部, 助教授 (60165678)
• Project Period (FY): 1991
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1991)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 1991: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: 熱伝導率測定法 / サ-ミスタ / 非定常熱伝導 / 生体

Research Abstract

ガンの温熱療法や低温やけどの原因解明を行う場合、生体内の局所的な温度分布や血流量の変化を把握することはきわめて重要である。このためには腫瘍部および正常組織部の熱伝導率を知る必要がある。本研究の主目的は、サ-ミスタを利用して生体内の熱伝導率を測定する方法を開発することである。
生体内にセンサ-等を挿入するには、できる限り小さいことが必須であるが、サ-ミスタは小さい体積でそれ相応の抵抗を持ち、温度変化にも敏感である。この特性を利用して熱伝導率を測定するため、センサ-と電気回路を併せ備えた測定装置を試作した。これは、サ-ミスタを試料との平衡温度から△Tでけ上昇するように供給電力を調節しながら加熱したとき、準定常時の加熱量が、試料の熱伝導率、サ-ミスタの大きさおよび熱伝導率、△Tの大きさ等の関数になることを利用したものである。つまり、準定常時の発熱量を加熱時の非定常デ-タから外挿により求め、サ-ミスタに関する物理量を物性値既知の標準試料により決定することで、試料の熱伝導率の値を求めることができるわけである。ここでは特に、非定常加熱の関数形について種々の検討を行った。
また、5種類の液体の中から標準試料として水とグリセリンを選択し、サ-ミスタの未知定数を決定するとともに、数種類の生肉試料に対して測定を行い、良好な結果を得ている。なお、サ-ミスタの試料への挿入には注射針を利用した。