入江 喬介^{1, 2}, 佐藤 正和², 田川 憲男¹, 守屋 正³, 吉澤 昌純⁴, 飯島 高志⁵, 伊東 紘一⁶, 横山 卓⁷, 紺野 啓⁸, 谷口 信行⁸

Takasuke IRIE^{1, 2}, Masakazu SATO², Norio TAGAWA¹, Tadashi MORIYA³, Masasumi YOSHIZAWA⁴, Takashi IIJIMA⁵, Kouichi ITOH⁶, Taku YOKOYAMA⁷, Kei KONNO⁸, Nobuyuki TANIGUCHI⁸

¹首都大学東京大学院システムデザイン研究科, ²マイクロソニック株式会社技術開発部, ³首都大学東京名誉教授, ⁴東京都立産業技術高等専門学校ものづくり工学科, ⁵産業技術総合研究所水素材料先端科学研究センター, ⁶常陸大宮済生会病院内科, ⁷常陸大宮済生会病院外科, ⁸自治医科大学臨床検査医学

¹Graduate School of System Design, Tokyo Metropolitan University, ²Reserch and Deveropment, Microsonic Co. Ltd., ³Emeritus, Tokyo Metropolitan University, ⁴Monozukuri Department, Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology, ⁵Research Center for Hydrogen Industrial Use and Storage, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, ⁶Department of Internal Medicine, Hitachi-Omiya Saiseikai Hospital, ⁷Department of Surgery, Hitachi-Omiya Saiseikai Hospital, ⁸Department of Clinical Laboratory, Jichi Medical University

キーワード :

【はじめに】
これまでに，細径ファイバーを用いて数MHzから数十MHzの周波数の超音波を低損失で伝送できる伝送線路及び超音波伝達技術について検討を行ってきた1） -3）．我々は，前回まで穿刺型超音波顕微鏡4）等への応用のため，100MHz以上の超高周波超音波が石英ファイバー及びサファイアファイバー中を伝送し，音響媒体（超音波ゼリー）中に入射，透過することを確認し，報告してきた 5） -7）．今回は，テーパー状の石英ファイバーを用いて反射波を検出することができ，更にその反射波を利用してCモード画像が得られたので報告する．
【実験システム構成】
超音波送受信器：Panametrics製パルサー/レシーバー（5900PR），送/受信用探触子：Panametrics製V2113（中心周波数：220MHz，周波数帯域95〜278MHZ　），オシロスコープ：Tektronix製TDS5104B，画像構築装置：SONIXJD5520DT-ATX，モニタ，伝送用ファイバー：テーパー状石英ファイバー（長さ：27.5mm，大口径部の直径：3.12mm，小口径部の直径：0.65mm）を用いた．
【測定及び画像化】
超音波送受信器で発生したパルス波をテーパー状石英ファイバーの端面（大口径部）に入射させ，他方の端面（小口径部）に音響媒体を介して反射体（ステンレス板）を置き，反射波を測定した．次に画像化のために反射体として硬貨を水中に置いて，反射波が最大となる深さでX-Y方向に超音波ビームを走査（走査幅：約25×25mm，走査間隔：最小で5μm），各々のポイントから戻ってきた反射波を用いて画像化した．
【結果】
テーパー状石英ファイバーを通して媒体（水）中の反射体の反射波（最大周波数130MHz，最大振幅40mV）を検出することができた．更に，水中に置いた硬貨の高画質Cモード画像を得ることができた．
【考察】
今回得られた反射波の最大周波数は130MHz（波長：約10μm）であり，もし波長の半分の分解能が得られるとすると約5μmの分解能（距離方向）の画像が得られることになる．テーパー状石英ファイバーの端面はフラットになっているため，方位分解能はファイバーの超音波放射面の直径に依存している．今後は，超音波ビームのフォーカシングなどにより方位分解能の向上を計ると共に，できるだけ大きな反射波を得るために超音波の伝播効率の向上及びシステムのS/Nの向上などを計り，画像の感度，画質向上等の検討を進める予定である．
【文献】
1）T.Moriya.et al 2000 IEEE Ultrasonic Symposium Proc..pp.1227-1230
2）入江喬介，他．第23回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジューム．No.A-2（2002）
3）守屋　正，他．J Med. Ultrasonics Vol.30 No4.pp.J539-J547（2003）
4）吉澤昌純，他．J Med. Ultrasonics Vol.36 Supplement.S295（2009）
5）入江喬介，他．J Med.Ultrasonics Vol.34 Supplement.S570（2007）
6）橘内　洋，他．J Med. Ultrasonics Vol.35 Supplement.S285（2008）
7）入江喬介，他．J Med. Ultrasonics Vol.36 Supplement.S304（2009）