Development of new temperature sensing technique in laser irradiated part for laser treatment.

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26820081
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 関 健史 秋田大学, 理工学研究科, 講師 (80565317)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 温度計測

Outline of Annual Research Achievements

平成28年度は，平成27年度に検証した生体組織の加熱温度と熱変性によって変化する組織の光学特性の関係をもとに，加熱部温度を推定する手法について検討した．
はじめに，対象としたトリ胸肉の組織の不均一性を排除するためにペースト状にし，表面から約0.5 mmの深さ，照射部中心および中心から1，2 mm離れた点の温度を計測するためにK型熱電対を設置した．次に，このペースト状のトリ胸肉に対して一定出力のレーザーを照射し，照射部温度とレーザーの反射光量の変化をリアルタイムで同時計測した．得られた温度と反射光量の関係をもとに照射部温度を簡易的に推定する方法として，温度センサを用いずに推定する方法および，熱電対で計測した照射部中心から１mm離れた点の温度をもとに推定する方法の２つについて検討した．具体的には，照射部の反射光量の変化を入力信号，照射部中心の温度を出力信号とした伝達関数①，ならびに，中心から1mm離れた点の温度を入力信号，照射部中心の温度を出力信号とした伝達関数②により，それぞれの関係をモデル化した．異なる入力信号をもとに照射部中心温度を推定した結果，伝達関数①の場合，外部ノイズなどによる影響があったものの最小で10度程，伝達関数②の場合，最小で1度程の推定誤差がそれぞれ得られた．これらの結果より，得られた推定誤差には課題が残るものの，反射光量の変化または照射部から1mm離れた点の温度をもとに，照射部中心の温度を簡易的なモデルにより推定できる可能性があることを確認できた．