生体超音波スペクトロスコピーシステムの開発

• Project/Area Number: 05750390
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 計測・制御工学
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 浅井 仁 東北大学, 工学部, 助手 (00222563)
• Project Period (FY): 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1993: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 超音波スペクトロスコピー / 音速測定 / 減衰測定 / 速度分散 / 周波数依存性 / 温度依存性 / 超高周波超音波

Research Abstract

本研究では、数十〜数百MHzの超高周波数帯における生体組織試料の音速・伝搬減衰などの基礎音響特性の周波数依存性ならびに温度依存性を精度よく測定するためのシステムを開発することを目的として行った。まず、既存のシステムについて速度分散と温度依存性の測定が可能となるように拡張した。次にシステムの評価を行うため測定試料として油試料を取り上げ、音速・伝搬減衰の周破水依存性ならびに温度依存性の測定を行って十分な性能が得られていることを確認した。以下に研究経過を要約する。
1.音速の周波数依存性測定機能の追加
速度分散の測定に適した測定法として可変伝搬路長型の測定法を導入するため、これまでのシステムに必要な電気回路を付加し拡張した。綿実油ならびにひまし油について周波数範囲20〜250MHzについて速度分散特性の測定を行った。周波数とともに速度が増加する特性を捉えることができ、本システムが音速の周波数依存性の測定に適用できるこを確認した。
温度依存性測定機能の追加
試料の温度をコントロールするために一定温度の水を蓄える恒温水槽と恒温水を試料周囲に循環させるための試料チャンバを製作し導入した。綿実油ならびにひまし油について、試料の温度を20〜40℃の範囲で変化させて温度依存性の測定を行った。音速については高温ほど遅くなる温度依存性、減衰定数については高温ほど小さくなる温度依存性が測定され、本システムにより温度依存性の測定が可能であることを確認した。