超音波造影剤用マイクロバブルの挙動解析と最適超音波造影診断システムの研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12680849
• 研究機関: 桐蔭横浜大学
• 研究代表者: 竹内 真一 桐蔭横浜大学, 工学部, 講師 (50267647)
• 研究分担者: 佐藤 敏夫 桐蔭横浜大学, 工学部, 助手 (90308552)
• キーワード: 超音波 / マイクロバブル / ハーモニックイメージング / 超音波照射条件 / シェル弾性パラメータ / シェル摩擦パラメータ / 副振動板 / ダブルピーク型

研究概要

超音波照射いよりマイクロバブルの挙動を実験的に検討するために、水槽内に形成した定在波音場の中の腹の位置にマイクロバブルを停留させて、ビデオカメラ、一眼レフスティルカメラ、フォトマルチプライヤ等を用いてその挙動を解析するシステムを構築した。
また、マイクロバブルの非線形的挙動を利用したコントラストハーモニックイメージング法に用いるマイクロバブルの最適条件およびマイクロバブルに対する最適な超音波照射条件を数値計算により検討した。その結果、シェル弾性パラメータが小さく、シェル摩擦パラメータの大きなマイクロバブルがハーモニックイメージングに適しており,照射超音波の波漣長が4波以上の場合には照射周波数をバブルの共振と一致させることが望ましく、波漣長が4波以上の場合には照射超音波の周波数をバブルの共振周波数の半分の周波数とすることが望ましいことがわかった。さらに、バブルの非線形的挙動を利用した最適超音波診断システムを実現するために、圧電セラミック振動子の前面に副振動板を設けた構造で、ダブルピーク型の周波数特性を有する超音波トランスデューサを開発し、その動作メカニズムを明らかにした。副振動板の共振周波数をマイクロバブルの基本振動周波数に、圧電セラミック振動子の共振周波数をバブルからの散乱波の第2高周波成分の周波数に一致させることが望ましく、副振動板の音響インピーダンスを4〜10Mrayl.として、送信回路の出力インピーダンスを50Ωに、受信回路の入力インピーダンスを1MΩにすることが望ましいこともわかった。

研究成果

• [文献書誌] 竹内真一,カワン・スタント: "界面活性剤系マイクロバブルの非線型挙動励起に最適な超音波照射方法"日本音響学会2000年春季研究発表会講演論文集. II. 935-936 (2000)
• [文献書誌] カワン・スタント,大川純右,竹内真一: "ダブルピーク型超音波トランスデューサの最適送受信方法に関する検討"日本音響学会2000年春季研究発表会講演論文集. II. 993-994 (2000)
• [文献書誌] カワン・スタント,隅元将之,竹内真一: "プラスチック製副振動板を使用した超音波ダブルピーク型超音波トランスデューサの開発-マイクロバブルの散乱高周波検出に最適な構成-"日本音響学会2000年春季研究発表会講演論文集. II. 995-996 (2000)
• [文献書誌] 竹内真一,カワン・スタント: "界面活性剤系マイクロバブルのハーモニックイメージングに対する適用性"日本超音波医学会第73回学術集会プログラム・講演抄録集. 27巻4号. 731-731 (2000)
• [文献書誌] カワン・スタント,隅元将之,竹内真一: "超音波血管造影システム用ダブルピーク型トランスデューサの開発-マイクロバブルの散乱高周波検出に最適な副振動板の厚さ-"日本超音波医学会第73回学術集会プログラム・講演抄録集. 27巻4号. 713-713 (2000)
• [文献書誌] 竹内真一,佐藤敏夫: "ハーモニックイメージング用ダブルピーク型超音波トランスデューサの動作メカニズム"日本音響学会2001年春季研究発表会講演論文集. II. 893-894 (2001)