2011 Fiscal Year Annual Research Report
生体深部病巣診断のための生体波動遠隔発生装置の開発
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21560232
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
永井 健一 群馬大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00110403)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 隆夫 群馬大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80200814)
山口 誉夫 群馬大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90323328)
丸山 真一 群馬大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (60344925)
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| Keywords | 機械力学・制御 / 計測工学 / 生物・生体工学 |
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| Research Abstract |
ガンなどの生体内病巣を同定する検査手法の一つに,MRE(Magnetic resonance elastography)法がある.MRE法を高精度化するための課題の一つに,生体内に波動を発生させる装置の開発がある.この装置は,MRI装置近傍の強磁場(3T程度)環境下で使用できるとともに,粘弾性を伴う生体に対して,振幅と位相が既知となる高精度の波動を生成する必要がある.本研究では,生体波動遠隔発生装置を,弦の振動や薄肉弾性体の曲げ変形により振動変位を伝達する構成により構築することを目的とする.まず,装置の試作と計測実験を行う.続いて,薄肉弾性体や支持部が有する非線形性の影響を考慮した理論解析を行うことを目的とする.
そのために,薄肉弾性体を用いた遠隔加振装置の計測実験を行い,最適波動条件に関するデータベース構築を行った.具体的には,電磁式加振機により励起した弦の横振動を,支点により弦の縦振動に変換し,振動変位を数m程度離れた距離まで伝達する.弦の他端は,生体加振部を模擬した薄肉弾性板で構成されるボックス構造体に連結され,弾性板に曲げ変形を生じさせることで,生体を加振した.つづいて,ボックス構造を有する弾性板の曲げ変形の高精度解析法を確立するため,軸弾性拘束を受けるL字型はりの非線形振動解析を行った.線形ばねが付加されたL字はりの非線形振動問題に対し,形状関数を用いて修正ガラーキン法を適用した.これより,実験でも測定された不規則的な応答をもふくむ非線形振動挙動を明らかにした.
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