Online Journal
電子ジャーナル
IF値: 1.878(2021年)→1.8(2022年)

英文誌(2004-)

Journal of Medical Ultrasonics

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2012 - Vol.39

Vol.39 No.Supplement

ポスター
基礎:基礎

(S511)

キャビテーションセンサ出力スペクトルの積分範囲とその空間分布画像の関係

Relationship between spatial distribution of the BIV images and integration range of the output frequency spectrum from cavitation sensor

椎葉 倫久1, 内田 武吉2, 菊池 恒男2, 黒澤 実3, 竹内 真一1

Michihisa SHIIBA1, 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 :

ソノポレーション,HIFU治療装置,SDT(Sono-Dynamic Therapy 音響化学療法)やARFI(Acoustic Radiation Force Impulse)などの高強度の超音波を照射する超音波治療法や診断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方法を検討している.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,小型化が困難と言った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た.試作したキャビテーションセンサを用いて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音響キャビテーション発生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.上記の測定においては周波数解析としてセンサ出力電圧の周波数スペクトルの絶対値を特定の周波数範囲で積分して,広帯域積分電圧BIV(Broadband Integrated Voltage)を計算した.従来は積分範囲を1 MHz ~10 MHzとして測定してきた.しかし,これまでの我々の研究ではBIVの積分範囲に関する検討は不十分であった.そこで今回はBIVの積分範囲と空間分布の関係について調査した.その結果Fig. 1に示すように積分範囲を1 MHz ~10 MHzに設定した方が50 kHz ~10 MHzに設定するよりも分布がソノケミカルルミネッセンスの発光パターンに近くキャビテーションの空間分布を良好に表現できていることが分かった.
【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) M. Shiiba et al: Jpn. J. Appl. Phys. 50 (2010) 07HE02