椎葉 倫久¹, 川島 徳道¹, 内田 武吉², 菊池 恒男², 黒澤 実³, 竹内 真一¹

Michihisa SHIIBA¹, Norimichi KAWASHIMA¹, Takeyoshi UCHIDA², Tsuneo KIKUCHI², Minoru KUROSAWA³, Shinichi TAKEUCHI¹

¹桐蔭横浜大学大学院工学研究科　医用工学専攻, ²産業技術総合研究所計測標準研究部門, ³東京工業大学大学院総合理工学研究科

¹Graduate school of Biomedical Engineering, Toin University of Yokohama, ²National Metrology Institute of Japan, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, ³Interdisciplinary Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology

キーワード :

HIFU治療装置，ソノポレーション（音響的遺伝子注入療法）やSDT（Sono-Dynamic Therapy 音響化学療法）などの音響キャビテーションの発生を伴う超音波治療法の安全性評価を目的として音響キャビテーションの測定が重要視されている．英国のNPL（National Physical Laboratory） は高分子圧電膜を用いて空間分解能を有するキャビテーションセンサを開発した．しかし，このセンサは寿命が短いという短所があるようである．そこで，我々は水熱合成法を用いて，チタンパイプの外側に水熱合成PZT圧電膜を成膜し，その外側に独立気泡の音響アイソレータを装着した構造の筒型キャビテーションセンサを試作し，ソノリアクタ中でのキャビテーションの空間分布を延べ150時間以上壊れることなく測定する事ができた．当研究室製のソノリアクタ（140 mm×140 mm）を150 kHzで駆動して水槽底部から水槽内に超音波を照射したことで生じたキャビテーション音場中において試作したφ20 mmのセンサの評価を行った．センサの出力信号をプリアンプで20 dB増幅し，オシロスコープに受信した受信波形をLabVIEW内に取込み周波数解析を行った．ステージコントローラを介してX-Yステージに装置されたセンサの位置を制御してキャビテーション音場の空間分布（ソノリアクタ内の70 mm×70 mm）の測定を行ってきた．今回，この妥当性を検討するために我々は基本特性の測定を行ってきた．受波感度の測定としてファンクションジェネレータから出力した信号成分を増幅度50 dBのパワーアンプで増幅し，送波用高分子圧電膜圧電トランスデューサに印加し，発生した信号を，我々のキャビテーションセンサで受信した．信号をプリアンプで60 dB増幅してオシロスコープに表示した．送波用圧電トランスデューサをキャビテーションセンサの円筒内に挿入してFig.1 （a） のように引き抜きながら測定するパターン①とFig.1 （b） のように供試キャビテーションセンサに対して垂直方向に立て遠ざけるパターン②で測定を行った．測定時結果をFig.1 に示す．その結果，キャビテーションセンサの中心軸上の感度は，キャビテーションセンサの円筒内に比べ円筒外では五分の一から十分の一以下に低下することがわかった．
参考文献
1）B.Zeqiri M.hodnett et-al:IEEE Trans.U.F.F.C,50,（2003）1342.
2）B.Zeqiri M.hodnett et-al:IEEE Trans.U.F.F.C,50,（2003） 1351.
3）Y. Seto et al, : Jpn. J. Appl. Phys. 47, （5） （2008） 3871.