2006 Fiscal Year Annual Research Report
パルス超音波による生体用in vivo高速顕微プローブの開発
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18360196
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
穂積 直裕 愛知工業大学, 工学部, 教授 (30314090)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長尾 雅行 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (30115612)
西條 芳文 東北大学, 加齢医学研究所, 准教授 (00292277)
吉田 祥子 豊橋技術科学大学, 工学部, 講師 (40222393)
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| Keywords | 超音波 / 生体組織 / 音響インピーダンス |
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| Research Abstract |
(1)システムの概念設計
生物用光学顕微鏡ステージを改造し、コンデンサレンズの代わりに振動子を取り付け、基板の背面側から結合媒体を介して基板表面に収束させた超音波を出射できるようにした。振動子をXY方向に機械走査することで、反射強度像を得た。
超音波ビームの焦点を観察組織と基板の界面に結ぶとともに、組織の音響インピーダンスよりも基板の音響インピーダンスを十分大きくとり、組織内部からの反射を界面からの反射に比較して無視できる程度に小さくした。さらに、パルス超音波の反射波形に窓関数をかけ界面からの反射のみを抽出するとともに、必要な解像度に対応する高周波成分のみを取出し、反射強度を代表するパラメータとした。
(2)音響インピーダンス校正法の検討と測定精度評価
定量化された生体情報データベース構築に資するため、反射強度をもとに組織の局所音響インピーダンスを校正する方法を検討した。予め音響インピーダンスが判っているアクリル樹脂またはスチロール樹脂を基板とし、ラットの小脳を観察したところ、層構造が音響インピーダンス像として明瞭に観察できた。同じ層であっても日齢にともない音響インピーダンスが変化することから、音響インピーダンスが神経組織の発達過程を反映していることが示唆され、組織キャラクタリゼーションのツールとしての有効性が示された。
(3)測定誤差に関する検討
音響インピーダンスは、基板と組織間の反射係数をもとに計算されるが、集束ビームを使うシステムでは集束角により見かけの反射係数が異なるため、集束角が大きくなると誤差が無視できなくなる可能性がある。そこで、この誤差を推定し補正するアルゴリズムを検討し、簡単なプログラムを作成した。平成19年度はこれにもとづき、各種試料の測定を行い誤差推定と補正の方法を確立する。
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