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異種音響インピーダンスの模擬物質による生体中衝撃波伝播現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26420100
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関東北大学

研究代表者

大谷 清伸  東北大学, 流体科学研究所, 助教 (80536748)

研究分担者 小川 俊広  東北大学, 流体科学研究所, 技術専門員 (30375133)
研究協力者 中川 敦寛  東北大学, 大学病院, 院内講師
阿部 淳  伊藤忠テクノソリューションズ, 科学システム事業部
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード生体衝撃波干渉 / 水中衝撃波 / 水中膨張波 / 音響インピーダンス / 光学可視化計測
研究成果の概要

本研究では、生体中の衝撃波作用による影響(損傷)に関わる衝撃波医療応用研究、衝撃波殺菌技術等のバイオエンジニアリング分野応用研究へ展開するための研究基盤を確立することを目的として、音響インピーダンスに着目し、その値が種々異なる生体模擬物質中を伝播する衝撃波現象解明を行った。
音響インピーダンス差のある媒体界面での衝撃波挙動解明に関して、種々音響インピーダンス材料界面および界面形状での衝撃波干渉現象に関して、高精度の光学可視化計測および圧力計測による実験を行った。また生体模擬物質を用いた衝撃波伝播挙動に関して数値解析を行い、媒体界面での衝撃波伝播挙動のメカニズムの解明への実証になる結果が得られた。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Underwater expansion wave focusing by reflecting at the air interface2017

    • 著者名/発表者名
      K. Ohtani ; T. Ogawa
    • 雑誌名

      Proc. SPIE 10328, Selected Papers from the 31st International Congress on High-Speed Imaging and Photonics

      巻: - ページ: 103281C-103281C

    • DOI

      10.1117/12.2268514

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Expansion wave and cavitation bubble generation by underwater shock wave reflection from the interface2016

    • 著者名/発表者名
      Kiyonobu Ohtani, Toshihiro Ogawa
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 3(6) 号: 6 ページ: 16-00298-16-00298

    • DOI

      10.1299/mej.16-00298

    • NAID

      130005250618

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Micro-explosive-induced underwater shock wave propagation and reflection at the interface2015

    • 著者名/発表者名
      Kiyonobu Ohtani, Toshihiro Ogawa
    • 雑誌名

      Science and Technology of Energetic Materials

      巻: 76(6) ページ: 139-143

    • NAID

      40020737038

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 各種形状の可変空隙媒体による水中爆発の減衰効果2017

    • 著者名/発表者名
      長廣大樹, 北川一敬, 大谷清伸
    • 学会等名
      平成28年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      ヴェルクよこすか、横須賀
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 閉空間内微小爆薬起爆による水中衝撃波発生挙動2017

    • 著者名/発表者名
      大谷清伸, 中川敦寛, 中川桂一, 小川俊広
    • 学会等名
      平成28年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      ヴェルクよこすか、横須賀
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 円管内微小爆薬起爆による衝撃波圧力および膨張波の発生制御法2016

    • 著者名/発表者名
      大谷清伸, 中川敦寛, 中川桂一, 小川俊広
    • 学会等名
      2016年度秋季研究発表会
    • 発表場所
      ホテルセントヒル長崎、長崎
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 水中爆発を用いた布への洗浄効果(水面反射波の影響)"2016

    • 著者名/発表者名
      長廣大樹, 大谷清伸, 北川一敬
    • 学会等名
      2016年度秋季研究発表会
    • 発表場所
      ホテルセントヒル長崎、長崎
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Underwater Expansion Wave Focusing by Reflecting at the Air Interface2016

    • 著者名/発表者名
      K. Ohtani, T. Ogawa
    • 学会等名
      the 31st International Congress on High-Speed Imaging and Photonics (ICHSIP-31)
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク、大阪
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanism of Shock Wave Propagation within the Cell2016

    • 著者名/発表者名
      A. Nakagawa, K. Ohtani, N. Harada, T. Tominaga
    • 学会等名
      Thirteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2016)
    • 発表場所
      仙台国際センター、仙台
    • 年月日
      2016-10-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Attenuation and Reduction Effect of Underwater Explosion by Porous Materials2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kitagawa, D. Nagahiro, K. Ohtani,Y. Konishi, A. Abe
    • 学会等名
      Thirteenth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2016)
    • 発表場所
      仙台国際センター、仙台
    • 年月日
      2016-10-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 誘起衝撃波による薄板内伝播衝撃波挙動計測2016

    • 著者名/発表者名
      大谷清伸, 小川俊広
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2016材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      神戸大学、神戸
    • 年月日
      2016-10-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 薄板の微小爆薬起爆作用による誘起衝撃波計測2016

    • 著者名/発表者名
      大谷清伸, 小川俊広
    • 学会等名
      火薬学会2016年度春季研究発表会
    • 発表場所
      青山学院大学、東京
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 水中爆発を用いた布への洗浄効果(布の設置状態の影響とその効果)2016

    • 著者名/発表者名
      長廣大樹, 大谷清伸, 北川一敬
    • 学会等名
      火薬学会2016年度春季研究発表会
    • 発表場所
      青山学院大学、東京
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 水中膨張波の収束挙動に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      大谷清伸, 小川俊広
    • 学会等名
      平成27年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      熊本大、熊本
    • 年月日
      2016-03-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 水中爆発と各種形状の可変空隙媒体との衝突干渉2016

    • 著者名/発表者名
      長廣大樹, 大谷清伸, 北川一敬
    • 学会等名
      平成27年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      熊本大、熊本
    • 年月日
      2016-03-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体模擬物質モデルを用いた衝撃波細胞干渉挙動模擬2016

    • 著者名/発表者名
      大谷清伸, 中川敦寛, 中川桂一
    • 学会等名
      平成27年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      熊本大、熊本
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体模擬物質中の衝撃波伝播挙動2015

    • 著者名/発表者名
      大谷清伸, 中川敦寛, 中川桂一
    • 学会等名
      火薬学会2015年度秋季研究発表会
    • 発表場所
      豊泉荘、別府
    • 年月日
      2015-12-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 模擬モデルを用いた爆風による外傷性脳損傷機序解明に関する数値模擬2015

    • 著者名/発表者名
      大谷清伸, 中川敦寛, 沼田大樹
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2015材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      慶應大 矢上キャンパス
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 水中衝撃波の界面反射膨張波作用による気泡生成2015

    • 著者名/発表者名
      大谷清伸, 小川俊広
    • 学会等名
      高速度イメージングとフォトニクスに関する総合シンポジウム2015
    • 発表場所
      アイーナ、盛岡
    • 年月日
      2015-11-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Attenuation and Reduction Effect of Underwater Explosion by Porous Materials(2nd report)2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kitagawa, D. Nagahiro, K. Ohtani,Y. Konishi, A. Abe
    • 学会等名
      Twelfth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2015), OS17: IFS Collaborative Research Forum (AFI-2015)
    • 発表場所
      仙台国際センター、仙台
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bubble Motion and Effect of Biological Tissue by Underwater Expansion Wave Irradiation2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Ogawa, T. Hashimoto, K. Ohtani
    • 学会等名
      Twelfth International Conference on Flow Dynamics (ICFD2015), OS17: IFS Collaborative Research Forum (AFI-2015)
    • 発表場所
      仙台国際センター、仙台
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Expansion wave and bubble generation by underwater shock wave reflected from the interface2015

    • 著者名/発表者名
      Kiyonobu Ohtani, Toshihiro Ogawa
    • 学会等名
      The International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015 (ATEM’15)
    • 発表場所
      ロジワールホテル豊橋、豊橋
    • 年月日
      2015-10-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アジ化銀微小ペレットの水中爆発特性に関する数値解析2015

    • 著者名/発表者名
      阿部淳, 北川一敬, 大谷清伸
    • 学会等名
      火薬学会2015年度春季研究発表会
    • 発表場所
      慶應大 日吉キャンパス
    • 年月日
      2015-05-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 閉空間内を伝播する衝撃波と水の干渉について2015

    • 著者名/発表者名
      杉山勇太, 大谷清伸, 西村海生, 松尾亜紀子, 中山良男
    • 学会等名
      火薬学会2015年度春季研究発表会
    • 発表場所
      慶應大 日吉キャンパス
    • 年月日
      2015-05-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 閉空間における衝撃波伝播および減衰に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      大谷清伸, 杉山勇太, 西村海生, 中山良男, 松尾亜紀子
    • 学会等名
      平成26年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      群馬、伊香保
    • 年月日
      2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 種々音響インピーダンス材料中の水中衝撃波反射に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      大谷清伸, 小川俊広
    • 学会等名
      平成26年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      群馬、伊香保
    • 年月日
      2015-03-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 水中爆発と凹凸形状の可変形空隙媒体との衝突干渉2015

    • 著者名/発表者名
      長廣大樹, 野村達也, 北川一敬, 大谷清伸, 阿部淳
    • 学会等名
      平成26年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      群馬、伊香保
    • 年月日
      2015-03-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Micro explosive-induced underwater shock wave propagation and reflection at the interface2014

    • 著者名/発表者名
      Kiyonobu Ohtani, Toshihiro Ogawa
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Energetic Materials and their Applications (ISEM2014)
    • 発表場所
      福岡、ザ・ルイガンズ福岡
    • 年月日
      2014-11-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Attenuation of underwater explosion propagating through porous compressible foam2014

    • 著者名/発表者名
      Kazutaka KITAGAWA, Tatsuya NOMURA, Atsushi ABE, Kiyonobu OHTANI
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Energetic Materials and their Applications (ISEM2014)
    • 発表場所
      福岡、ザ・ルイガンズ福岡
    • 年月日
      2014-11-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on Shock Wave Propagation Phenomena in Simulated Materials for Understanding Mechanism of the Primary Blast Induced Traumatic Injury2014

    • 著者名/発表者名
      Kiyonobu Ohtani, Atsuhiro Nakagawa, Keisuke Goda, Daiju Numata
    • 学会等名
      Eleventh International Conference on Flow Dynamics (ICFD2014)
    • 発表場所
      仙台、仙台国際センター
    • 年月日
      2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 衝撃波による外傷性脳損傷のトランスレーショナルリサーチ2014

    • 著者名/発表者名
      中川敦寛, 大谷清伸, 合田圭介, 冨永悌二
    • 学会等名
      日本脳神経外科学会・第73回学術総会
    • 発表場所
      東京、グランドプリンスホテル新高輪
    • 年月日
      2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Attenuation and Reduction Effect of Underwater Explosion by Porous Materials(2nd report)2014

    • 著者名/発表者名
      Kazutaka Kitagawa, Kiyonobu Ohtani, Atsushi Abe
    • 学会等名
      Eleventh International Conference on Flow Dynamics (ICFD2014)
    • 発表場所
      仙台、仙台国際センター
    • 年月日
      2014-10-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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