放射圧を用いた生体組織の硬さ計測に関する基礎的研究

• Project/Area Number: 06780737
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biomedical engineering/Biological material science
• Research Institution: Toin University of Yokohama
• Principal Investigator: 杉本 恒美 桐蔭学園横浜大学, 工学部制御システム工学科, 助手 (80257427)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1994: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 放射圧 / 生体組織 / 硬さ計測 / 粘弾性体モデル / ヘルツの接触理論

Research Abstract

本年度は主に硬さ計測システムの構成を行った。計測システムは放射圧発生系と変位測定系からなる。放射圧発生系は凹面振動子、波形生成機(Function Generator)、駆動用アンプおよびトランス等により構成される。変位測定系は超音波振動子、XYステージ、超音波診断装置、ストレージオシロスコープ等により構成することができる。
1.超音波の硬さ計測測定システムの構成において変位測定用プローブを2次元的に移動させるために、XY2軸ステージおよびパルスモータ・コントローラを用いる。変位測定においては生体試料の新鮮度が重要なファクターとなるため、高速で精密な位置決め装置が不可欠である。本年度はこのXY2軸自動ステージを購入し、さらに変位測定用の超音波プローブを3次元的に移動できるようにアルミ材を用いた治具を製作した。
2.試料に一定の力(超音波放射圧)を加えるために凹面振動子を用いる。凹面振動子を用いることにより焦点領域をせばめることができ、測定したい部位を特定することが可能となる。凹面振動子は直径や曲率半径などの設計により焦点領域や焦点深度を変えることができるので測定対象に応じて有効に力が加わるように複数枚数が必要である。本年度は周波数500k、1M、2MHzの3枚の凹面振動子を購入し、さらにそのホールダーの製作を行った。
上気のような硬さ計測システムを構成できたので、今後は比較的新鮮な試料(臓器等)を用いた計測を行う予定である。また従来の手法との比較を行って本手法の有効性を確かめたのち、実験動物を使ってよりin vivoに近い条件での検討を行う予定である。