超音波診断装置を用いた気泡の画像化によるワイヤレス圧力センサシステムの基礎的研究

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K12561
• 研究機関: 東京電機大学
• 研究代表者: 桑名 健太 東京電機大学, 工学部, 助教 (00593055)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 圧力計測 / 超音波 / 気泡

研究実績の概要

本研究では、母胎内という外から直接触れることのできない環境にいる胎児の生体情報計測に向け、超音波診断装置を用いた気泡の撮像によるワイヤレス圧力計測システムを提案し、提案システムの実現可能性を評価することを目的とし研究を行っている。超音波診断装置を利用することで、圧力計測部に電源が不要となるうえ、センサの形状を確認しながら情報伝達が可能となるため、情報伝達の確実性が向上する。
本年度は昨年度に引き続き超音波造影剤（気泡）の圧力に対する応答の評価を行った。昨年度問題となっていたチューブ内の超音波造影剤の撮像がうまく行かないという課題を解決するため実験系の見直しを行い、超音波造影剤に対してゲージ圧で-15～15 kPaの圧力を印加可能な実験系を構築した。実験系には超音波診断用ゲルパッドを用いた超音波撮像用チャンバを設け、チャンバ内に超音波造影剤を含む生理食塩水を導入し、チャンバに接続したシリンジにより圧力の印加を行うことができる。
超音波診断装置により撮像したチャンバ内のBモード画像を解析したところ、超音波造影剤の造影効果を確認した。しかし、超音波造影剤に圧力を印加したのち、カラーフローモード画像を解析したところ色の変化は見られなかった。 この要因解明にむけて、次年度は印加する圧力に対する気泡の共振周波数の変化を改めて理論的に見直す。
理論的考察により超音波診断装置の撮像条件を詳細に検討したのち、計測原理確認を行う。その後、デバイス化に向けて圧力計測部の設計・試作を行う予定である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

実験系を見直し、超音波造影剤への圧力の印加が可能な実験系を構築したものの、超音波診断装置による撮像条件の条件だしがうまく行っていないため。

今後の研究の推進方策

超音波診断装置の撮像条件を詳細に検討するため、理論的な考察を行ったうえで引き続き原理確認を行う。原理確認ができ次第、デバイス化に向けて圧力計測部の設計・試作を行う。

次年度使用額が生じた理由

学会発表を予定していたが思ったような成果が出ず発表するに至らなかったため。

次年度使用額の使用計画

成果発表のための旅費での使用に加え、理論的検討を行うためのソフトウェアライセンス費用として使用する予定である。