松本 成史, 竹内 康人, 柿崎 秀宏

Seiji MATSUMOTO, Yasuhito TAKEUCHI, Hidehiro KAKIZAKI

旭川医科大学医学部腎泌尿器外科学講座

Department of Renal and Urologic Surgery, Asahikawa Medical University

キーワード :

【背景】
著者らは最近ウエアラブル構成の空中超音波ドプラシステムによるウロダイナミクス計測に取り組み一定の成果を得て来たが（1），採用する方式が距離選択性のないCWドプラである事が1つの制約になっている事が示唆されていた．すなわち，尿滴の飛行する方角は予測も制御も困難であるためシステムの指向性は超広角（自験例（1）では立体角110度ほど）とせざるを得ず，この理由で飛行落下してゆく尿滴のドプラ見込み角が広い範囲に分布するので得られたドプラ信号の周波数スペクトラムに大きな分布が観測され，瞬時速度の計測に定義上の曖昧さが捨象出来なかった．
【目的】
指向性立体角を超広角にとったままでも，距離選択性があればこのドプラ見込み角が分布し過ぎる問題を解決できると考える．すなわちCWドプラを廃してパルスドプラに転じればこの問題は解決できると考えられる．
【方法】
システムを従来と同じ周波数の40KHz，同じ圧電型送受波器にてパルスドプラに組み換えた．
【結果】
レンジゲートの時間率比の逆数分だけゲインを上げなければ見かけ上の同一感度が得られなかったが，もとより空中の液滴の反射源性は十分大きいので，感度の維持の面では問題はなかった．しかしながら得られたドプラスペクトラムの広がりはCWドプラの場合と大差なかった．これは使用している送受波器の実用通過帯域幅が2KHz程しかないためレンジゲートを電気的にいくら狭くしてもこの帯域幅に見合う距離分解能しか得られないからで，本研究の例では測定点として適切であると思われる所の距離40cmの所で距離分解能が20cmとかいう実力しか出せず，故にこの距離分解能では得られるドプラスペクトラムにおいてCWドプラと本質的な差別が得られなかった．送受波器を静電型変換器に取り替えて電気的インピーダンスの整合をとる事も試みたが，変換器の放射面の口径と構造が30mm平面では指向性立体角が狭くなり過ぎ，また変換器の方式上感度が激減して実用的でなかった．システム内の重要信号波形例を図に示す．
【考察】
パルスドプラシステムとして主旨とする距離分解能を得るには少なくとも10KHz-20KHzの帯域幅が必要で，そのような送受波器を開発する必要がある．これは汎用の共振性の放射器を振動子に接着した構造では困難であると考えられるので，全く新たな発想が必要である．
【引用】
（1）松本ほか，本学会基礎技術研究会 BT2011-13 （2011.8）