2008 Fiscal Year Annual Research Report
超音波治療における周波数重畳法を用いたキャビテーション制御手法の開発
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20760104
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
吉澤 晋 Tohoku University, 大学院・工学研究科, 助教 (30455802)
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| Keywords | 超音波治療 / キャビテーション / マイクロバブル / HIFU / rectified diffusion |
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| Research Abstract |
本年度は,実験によるアプローチとしては, 超音波治療で代表的に用いられている周波数を考慮した周波数領域において重畳波形を発生させる実験系を構築した. 実験は, 生体と音響インピーダンスの近い水中で行い, ハイドロフォンによってキャビテーションからの放出音波を測定することによって, キャビテーション発生の閾値を測定した. 今年度は主として波連長を変えて実験を行い, キャビテーション気泡から放出されるサブハーモニック信号を検出することによってキャビテーションの閾値を測定した. この結果は国際会議などにおいて口頭発表・ポスター発表を行った.
数値計算によるアプローチとしては, 「rectified diffusion]による気泡の成長速度のシミュレーションを行った。超音波によって振動するキャビテーション気泡ではrectified diffusionによって周囲のガスが気泡内部へ拡散して成長する. 本研究ではすでに研究代表者が作成している計算コードの精度検証を行い, 精度を維持したまま計算負荷を低減するために一部モデル化をした上で, 様々な周波数重畳波形に対して, 様々な大きさの気泡に対して数値解析を行った. 様々な周波数重畳波形については, 実験装置の実装上の問題を考慮して, 2周波数成分による重畳波形を主として取り扱った. 本年度調べたパラメータは, 2つの周波数成分の圧力振幅, 周波数成分の位相差である. これによって, 周波数重畳法が効果的にはたらく圧力振幅や位相差についての知見が得られた.
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