皮膚熱物性値の画像計測の研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09480251
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 戸川 達男 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (40013859)
• 研究分担者: 斉藤 浩一 東京都老人総合研究所, 教務職員 (00205668) ; 大塚 公雄 東京都老人総合研究所, 助教授 (00211798) ; 木村 裕一 東京都老人総合研究所, 主任研究員 (60205002)
• キーワード: サーモグラフィ / 熱物性値 / 皮膚 / 医用画像 / 放射率 / 熱浸透率 / 環境放射温度

研究概要

本研究は、皮膚の熱物性値を画像計測するための実用的測定系に関するものである。計測法の原理は、環境放射温度を室温から20℃程度ステップ状に上昇させ、対象表面からの放射エネルギーを高速サーモカメラで連続計測し、対象物体表面の反射成分の変化から放射率を求め、また表面温度の変化の勾配から熱浸透率を求めるものである。はじめ、環境放射温度の制御のため、大容量のコンデンサからの放電により、対象を覆うフード内面のヒーターの温度をステップ状に変化をさせる方法を採用した。しかし、フード内面の温度を一様に保ちながら厳密に制御することは非常に困難であることがわかった。そこで、たとえ放射面温度が均一でなくても、平均の放射エネルギーを計測し、平均の放射エネルギーをステップ状に変化させる方法を開発した。すなわち、同じ表面温度で放射率の異のなる複数の領域を持つ試験片を2個用い、それらを異なる温度に保ち、対象物と同時に熱画像を連続計測することにより、実効環境放射温度を算出できることを理論的に示し、実験によってこの方法がきわめて有効であることを確認した。これにより、フードの温度制御および測定環境の制御を厳密に行なわなくとも熱物性値を正確に計測することが可能となった。また、環境放射温度を制御するために対象物を覆うフードを用いず、シャッター付の放射源を数個配置することにより計測が可能なことを示した。この方法は装置が簡便であり、検査のための束縛も少なく、臨床応用に適している。

研究成果

• [文献書誌] Moinuddin H., Kimura Y., Asai A, Shimase A., Okada S., Tsuchiva K., Togawa T.: "Application of thermography for the imaging of thermal properties of the skin."Proc.of 1999 Asian Pacific Conference of Thermology. 19(1). 9 (1999)
• [文献書誌] 大塚公雄、ハッサン モイヌディン、島瀬明大、斉藤浩一、木村裕一、戸川達男: "環境放射温度切り替え法による皮膚熱物性値画像計測法"生体材料工学研究所報告. 33. 50-55 (1999)
• [文献書誌] Saito H., Kimura Y, Hassan M, Otsuka K. Shimase A, Okada S, Tsuchiya K., Togawa T.: "Improvement of thermal properties imaging system of skin by changing ambient radiation temperature in stepwise fashion"Proc of The First Joint Meeting of BMES & EMBS. 1111 (1999)
• [文献書誌] Togawa T.: "Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering(Webster JG ed.)vol.16"John Wiley and Sons(NY). 1-10 (1999)
• [文献書誌] 戸川達男: "体温の基礎と臨床(三川宏、戸川達男編)"医学図書出版(印刷中). (1999)