2013 Fiscal Year Annual Research Report
シュリーレン光学系を用いないシュリーレン法による超音波音場可視化装置の開発と評価
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23300182
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
工藤 信樹 北海道大学, 情報科学研究科, 准教授 (30271638)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 孝一 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (30125322)
西田 睦 北海道大学, 大学病院, 臨床検査副技師長,超音波センター副部長 (90404722)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 超音波音場 / 可視化 / シャドーグラフ / 超音波診断装置 / 超音波治療装置 |
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| Research Abstract |
これまでに手法を実現する装置を新規に設計・試作し，強力集束超音波を発生する臨床用治療装置の音場可視化と，診断装置の音場可視化のための実験手法の確立を行ってきた．本年度は，３年間にわたる研究の最終年として，治療用超音波音場と診断用超音波音場の可視化を行った．
・治療装置の音場可視化 昨年度に引き続き超音波治療装置の強力集束超音波音場の可視化実験を行う予定であったが，稼働率が高く高価な装置の利用許可をいただける施設は新たに見つからなかった．そこで，超音波治療に関する検討として，シャーレ内に培養した細胞を用いて超音波の生体作用を検討する実験を想定し，シャーレ内に生じる超音波音場の可視化を中心に検討した．開発装置で小型水槽内に生じる音場の可視化を行い，超音波照射に伴う培養液面の波立ちや容器壁面での反射によって生じる複雑な定在波音場が可視化できることを確認した．
・診断装置の音場可視化 研究分担者の西田が所属する北海道大学病院超音波センターに可視化装置を持ち込み，多機種の超音波診断装置の音場可視化を行った．昨年度検討した手法で同期信号を得ることにより，全ての機種で音場可視化ができることを確認した．診断装置の機種やモードによる音場変化を可視化できた．また，故障プローブの音場可視化を行い，故障素子近傍における超音波の強度や位相の変化を可視化できることを確認した．
・圧力分布と音場可視化画像の関連 音圧分布と音場像の輝度分布の関連を，実験とシミュレーションにより検討した．シミュレーションは，音場による光線の屈折と伝搬を光線追跡法により求めるものを自作した．その結果，音場の近傍で得た輝度分布を空間積分することによりハイドロホン音圧波形に類似した波形が得られることを見出した．
・改良装置の提案 インコヒーレント光源であるLEDを用いた短パルス光源について検討し，本手法への応用可能性の見通しを得た．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(16 results)
