生体組織内を伝播する衝撃波の挙動解明に向けた各種媒体の状態方程式の決定

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25350518
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 山本 裕朗 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00447179)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 衝撃波 / 状態方程式 / 高粘度流体 / 生体組織

Outline of Annual Research Achievements

医療応用を視野に入れた高粘度流体と塩水など各種液体及び、ブタ心筋細胞や血液等の生体組織について、Tait型の表示に従う各種媒体の状態方程式（EOS）を明らかにする目的で、3 wt.%NaCl水溶液、蒸留水、20wt.%水飴中で微小爆薬による衝撃波の発生初期の伝播速度と最大過剰圧を計測した。
圧力変換器と爆心の距離を変化させ、衝撃波波面の到達時間と距離の関係から衝撃波伝播速度を求めた。衝撃波の圧力履歴は、ピエゾ型圧力変換器または光ファイバー圧力変換器により測定し、出力信号はデジタルメモリに記録した。
上記実験で得られた衝撃波伝播速度と圧力の関係から近似式の定数を求めた。さらに、質量保存測および運動量保存測から導かれる式に定数を代入して、圧力と密度の関係式を得た。
また、小型の衝撃波発生装置を製作し、収束衝撃波を家畜ブタの心筋に照射した。衝撃波強度を変化させ、焦点における過剰圧が30MPa以上のときに壊死を確認した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

火薬の使用場所を大学病院内に設置し、アジ化銀を使用した実験を開始した。
高速度カメラを利用した衝撃波の可視化計測が実施できず、衝撃波伝播速度の計測に圧力変換器の取付位置に由来する誤差が生じた。

Strategy for Future Research Activity

衝撃波伝播速度の計測には高速度カメラを利用する方法が簡便かつ計測誤差も少ないと考えられるので、レンタルも含めて利用する手段を講じたい。

Causes of Carryover

参加学会「21st International Shock Interaction Symposium（ラトビア・リガ）」の参加に係る経費が、当初見込額よりも削減することができたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成27年度も海外学会および国内学会への参加を予定しており、平成26年度分と併せて執行を行う。