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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2014 - Vol.41

Vol.41 No.Supplement

一般口演 基礎
デバイス応用

(S469)

堅牢型ハイドロホンの出力波形‐超音波診断装置並びにHIFU音場の測定‐

Output waveform of the tough hydrophone‐Measurement of high intensity focused ultrasound field and ultrasonic diagnostic equipment‐

椎葉 倫久1, 岡田 長也2, 内田 武吉3, 菊池 恒男3, 黒澤 実4, 竹内 真一1

Michihisa SHIIBA1, Nagaya OKADA2, Takeyoshi UCHIDA3, Tsuneo KIKUCHI3, Minoru KUROSAWA4, Shinichi TAKEUCHI1

1桐蔭横浜大学大学院工学研究科医用工学専攻, 2本多電子株式会社研究部, 3産業技術総合研究所計測標準研究部門, 4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, 2Research and Development Division, Honda Electronics Company Limited, 3National Metrology Institute of Japan, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 4Interdisciplinary Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology

キーワード :

【背景と目的】
近年,ハーモニックイメージングやエラストグラフィをはじめとする新しい超音波診断法やHIFU,ソノポレーション等の高強度の超音波を用いた治療法が使用されている.これらの装置や診断法,治療法の安全性を確保するためにはハイドロホンの性能や耐久性の向上が重要である.しかし,HIFU装置のような強力超音波を用いる機器の音場を一般的に市販されているハイドロホンで測定しようとすると,高音圧の音響パワーと音響キャビテーションの影響によりハイドロホンの表面電極や圧電素子事態が破損してしまう.そのため,強力超音波音場を従来型ハイドロホンで測定するのは困難であった.今回,我々はキャビテーションの発生を伴う高強度音場の測定をしても壊れないハイドロホンを開発したので報告する.
【ハイドロホンの構造】
耐高音圧ハイドロホンは受音面をチタンとしている.水熱合成法を用いてチタン受音面の裏面に圧電素子であるPZT多結晶膜を成膜しPZT成膜面にバッキング材を取り付けた耐高音圧ハイドロホンを作製した.当研究室で開発した従来型の耐高音圧ハイドロホンの背板は音響特性インピーダンスが約3 MRaylの導電性樹脂であったが,今回は受波感度の周波数特性の改善を目的としてスズ及び,チタンを背板として使用した.音響特性インピーダンスはそれぞれ,約23 MRaylと約27 MRaylである.
【方法】
音源として用いた直径100 mmで共振周波数1.75 MHzの凹面型集束超音波振動子の焦点の出力波形を我々が作成した従来型と新型の耐高音圧ハイドロホンで測定した.
また,作製した耐高音圧ハイドロホンの出力波形の妥当性を検討するために,耐高音圧ハイドロホンと市販ハイドロホンを用いて超音波診断装置より周波数2.5 MHz,MI値1.2(表示値)のパルスを照射した際の受信波形を観測した.
【結果と考察】
集束音場では背板に導電性樹脂を用いた従来型の耐高音圧ハイドロホンでは非線形現象が確認できなかったのに対して,背板をスズ及び,チタンにした新型の耐高音圧ハイドロホンでは非線形現象が確認できた.また,超音波診断装置より照射した際では背板がスズの耐高音圧ハイドロホンよりも背板がチタンの耐高音圧ハイドロホンの方が市販のハイドロホンと近似した出力波形が得られた.