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

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09780817
• Research Institution: Toin University of Yokohama
• Principal Investigator: 杉本 恒美 桐蔭横浜大学, 工学部, 講師 (80257427)
• Keywords: tissue hardness(生体組織硬さ) / radiation force(放射圧) / relaxation time(緩和時間) / viscoelastic model(粘弾性体モデル) / voigt model(フォークトモデル)

Research Abstract

本研究では生体組織の硬さを計測する一手法として、集束超音波の放射圧を用いて生体内組織に微小な変形を与え、その変形の時間的な減衰をパルスエコー法もしくはパルスドップラー法により計測し、その時間的減衰の相対的な度合いから硬さに関連した特微量を抽出するという方法を提案している。したがって、変位の時間的変化を高精度かつ長時間計測する必要があり、従来は残念ながら十分に本理論の検証を行うことができなかった。
そこで本年度はロングメモリを持つ高速AD変換ボードを主要装備として導入し、変位変化データを高精度かつ長時間の測定を行えるように測定システムの改善を行った。変位の測定精度を確認するために、レーザードップラ振動計(東京工業大学、精密工学研究所の設備を借用)により校正した圧電アクチュエータを用いた。変位測定精度の検証結果から、校正した実験システムが実験水槽内でほぼ理論どおりの測定精度を持つことを確認した。変位変化を高精度に測定できるようになると、音波の放射圧による定在波やキャビテーションによる影響を無視できなくなる。このため、純水製造器を主要設備として導入した。水槽内に純水を使用することにより、再現性の高い高精度計測を行えるようになったかどうかを確認するため、任意波形発生器(現有設備で代用)および広帯域RFパワーアンプ(現有設備で代用)と集束型超音波振動子(現有設備で代用)により放射圧を発生させ、試料用サンプルの変位の時間変化測定を行った。変位計測結果から、再現性のある実験結果を得ることができた。