2017 Fiscal Year Annual Research Report
Self-Made Ultrasound Phantom using Sodium Alginate as Gelling Agent
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15K01338
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| Research Institution | Nippon Institute of Technology |
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Principal Investigator |
青柳 稔 日本工業大学, 工学部, 教授 (00342436)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | アルギン酸ナトリウム / アルギン酸カルシウム / ハイドロゲル / Cryo-SEM / Calcein / 超音波ファントム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該研究は2つの達成目標を目指して遂行された。1つ目は人体の軟組織の音響特性に近い超音波ファントムの作製であり、2つ目は作製した超音波ファントムのゲルの構造の解析である。
平成27年と28年は超音波ファントムの作製について研究をおこない、アルギン酸ナトリウム（粘度500-600cP）、硫酸カルシウム、第三リン酸ナトリウム、グリセリン、温度40℃の水を、質量比率1.5:2:1:7.5:50で混ぜ合わせ、30℃の恒温槽で24時間放置する事で、人体の軟組織の音響特性に近い超音波ファントムの作製に成功した。具体的には、人体軟組織の音響特性は音速1530～1600 (m/s)、減衰特性0.3～1.0 (dB/cm/MHz)、音響インピーダンス(1.3～1.7)×10^6 (kg/m^2/s^2)であり、開発した超音波ファントムは音速1540±35 (m/s)、減衰特性0.51±0.08 (dB/cm/MHz)、音響インピーダンス(1.65±0.09)×10^6 (kg/m^2/s^2)であった。作製した超音波ファントムのゲル構造の解析は平成28年度から準備を始め、平成29年度に研究をおこなった。多量の水分を含んだ超音波ファントムを、高真空状態のSEMを用いて観察することは難しい。本研究では構造解析に2つの方法を試みた。1つ目はCalceinというカルシウムプローブ薬を用いた光学顕微鏡による構造観察、2つ目はCryo-SEM（凍結SEM）による構造観察である。Cryo-SEMは、液体窒素により試料を急速凍結することで、水分を含んだ状態でもSEM観察が可能である。これらの観察により、アルギン酸カルシウムで構成される当該超音波ファントムゲルは、アルギン酸カルシウムによるネットワークで囲まれたドメイン構造を有する部分と、ドメイン構造を有さない部分が混在する事を明らかにできた。
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Research Products
(2 results)
