日工の技術雑誌

超音波テクノ 2014年11-12月号 PDF版
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U1411-12

超音波テクノ 2014年11-12月号 PDF版

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■特集:医用超音波と関連技術
○超音波顕微鏡の生体応用に関する最近の話題/東北大学/西條芳文
超音波顕微鏡に関する話題として、音速を定量的に計測する超音波音速顕微鏡、音響インピーダンスを計測する超音波インピーダンス顕微鏡の原理と応用例について述べる。また、複数のBモード像から組織の三次元構造を可視化する三次元超音波顕微鏡や細胞観察用の光学・超音波ハイブリッド顕微鏡について紹介する。

○超音波によって誘起される骨の電磁応答/東京農工大学/生嶋健司
超音波計測は医療診断や建築物構造検査などの非侵襲検査に広く実用化されている。従来方法では、力学的物理量(質量密度や弾性率)や異物・形状の検査に威力を発揮してきた。我々は、超音波計測の更なる拡張を目指し、超音波によって誘起される電磁放射を検出し、物質の電気・磁気特性を評価する手法を開発している。本稿では、
骨質診断を見据えた骨に関する超音波誘起電磁応答について紹介する。

○超音波による骨診断装置の展開/同志社大学/松川真美
超音波による骨診断は健康診断にも取り入れられており、骨粗鬆症のスクリーニング手法として有用である。本稿では、世界的にも先駆的な状況にある日本の超音波骨診断の現状を述べるとともに、現在各国で開発中の新しい骨診断装置の概略を紹介する。

○人体の音響モデル/神戸市立工業高等専門学校/長谷芳樹
これまで人体の各部位のモデルの作成および内部の音波伝搬シミュレーションは数多く報告されてきたが、人体全体を含むものはなかった。筆者らは人体全身を包含する三次元音響モデルを作成したので、その概要と若干のシミュレーション実施例について紹介する。

○光音響イメージングの臨床価値を図る/防衛医科大学校/石原美弥
本稿では光音響イメージングの原理から実際、及び最新のトピックスを紹介する。光音響イメージングは光で励起された超音波を検出し画像化する、すなわち光音響
現象を画像化する技術である。超音波の研究分野には今回の特集号「医用超音波と関連技術」でようやく仲間入り出来るようになった。今後、超音波技術と光技術を駆使して更に技術を昇華させ、真に役立つ医療技術として、また次世代のニーズを担うイメージング技術として、普及していくことを期待する。

○生体内音波伝搬特性の非接触計測を目的とした踵を透過した空中超音波の検出
/東京工業大学/平田慎之介・蜂屋弘之
生体内音波伝搬特性の非接触計測を目的として、生体を透過した空中超音波を検出する手法を提案している。高次M系列を用いてS/Nを大幅に向上させることで、100dB以上減衰した踵を透過した超音波の検出が可能となる。

○ドプラ機能評価用ファントム/マイクロソニック(株)/佐藤正和
超音波診断装置におけるドプラ機能で観察されるのは主に血流である。血流の有無、血流の方向、速度、そしてそれらの分布などを観察する。ドプラ機能評価ファントムは、擬似的な血流状態を作り超音波診断装置のドプラ機能の性能を定量的に評価するためのものである。ドプラ機能の空間分解能や速度検出能力を評価するためのファントムに求められる機能について述べる。

○医用超音波のポイントオブケアへの応用/Cephasonics/Jung-Boo Kim
超音波による医療画像診断の利点は40年以上実証されてきた。本稿では、そういった利点を活かした超音波技術を医療機器メーカーへOEM製品として供給する、米国
シリコンバレーのCephasonics(セファソニックス)社の製品を例に最新の超音波技術を紹介する。Cephasonics は、ポイントオブケア(POC)に注力し、更なる超音波医療の普及が期待される。

○超音波放射力を用いた細径カテーテル誘導の可能性
/(株)MU研究所/望月剛/東京農工大学/鶴井信宏・小野木真哉・舛田晃司
本稿では内径1 mm以下の血管内で外径0.5 mm以下の極細カテーテルを超音波の放射力で誘導する技術について紹介を行う。このような極細カテーテルには数百キロパスカルの音圧で数十マイクロニュートンの力が発生すること、さらにこの力の発生は超音波周波数の依存性があることを示し、さらにこの力を利用し、2段階に分岐した人工流路内で目的の方向に極細カテーテルを誘導することが可能であったことを述べている。

■特集:さまざまな場面で活躍する超音波計測技術2
○3Dイメージングソーナー用球状音響レンズ/(株)日立製作所/高野慎太
リアルタイム3Dイメージングソーナーの実現に向けて、層構造型の球状音響レンズを検討している。本レンズを用いたイメージングソーナーは、複数方向からのエコー信号を同時かつ広範囲から集め、ビームフォーミングのための電位回路を必要としない特徴を持つ。

○超音波試験と振動可視化計測技術の融合/ポリテックジャパン(株)/若月祥子
ポリテックのスキャニング振動計は、超音波領域の振動計測を非接触かつ高精度に測定できるだけでなく、振動速度分布をマッピングできる。この技術と各種超音波試験を融合させた新たな非破壊検査の手法を実例とともに紹介する。

○浅海域における位相を用いた海底の影響の解析/三陽精工(株)/鶴ヶ谷芳昭
距離依存型の波動伝搬モデルの出力を用い、位相を計算し、海底地形変化に対する音場を位相によって表す。その結果、海底地形が変化した後方では位相が急速に変化する領域を生ずる。水中通信においてこの領域を通過する場合、信号の誤り率上昇の可能性が増大する。

○集束超音波を用いた表面硬さ分布の遠隔計測/東京大学/藤原正浩・篠田裕之
本稿では、集束超音波の音響放射圧を用いて非接触で表面硬さ分布を計測する手法について述べる。超音波フェーズドアレイを用いることで、遠距離から対象表面の小領域を加圧することができる。適用例として、人体の筋収縮を非接触にセンシングする例を紹介する。

○マルチオブジェクトおよび環境雑音による誤動作を防ぐ
超音波センサの送信信号の解析/山梨大学 /丹沢勉・塩澤奨・清弘智昭
本稿では測定範囲内に複数の対象物が存在する環境において送信信号を構成するパルスの数、及び、その周期を考慮した高い堅牢性を実現する送信信号の解析について述べる。

○スペクトル拡散超音波を用いた屋内測位システム/創価大学/伊与田健敏
40 kHzの超音波にGPSで使用されているスペクトル拡散変調を施すことによって、高いノイズ耐性が付与され複数の信号の分離・検出が可能となる。この超音波信号を用いてGPSと同様に複数の送信器からの距離を計測し受信器の位置を求める測位システムについて解説する。

空中超音波フェーズドアレイ測位システム/岐阜県情報技術研究所/田畑克彦
自由度の高い無人搬送車誘導のため、低コストな超音波測位システムを開発している。本測位システムは測定対象物までの長距離測位を可能にするため、超音波フェーズドアレイ送信技術と双方向通信技術を併用している。本システムの開発状況について紹介する。

■解説
〔超音波センサ〕
○卓上RAMNE-Qバイオセンサーシステムの開発
/大阪大学/舎川知広・加藤史仁・荻博次・平尾雅彦
RAMNE-QバイオセンサーはMEMSプロセスを利用した超高周波の無線・無電極QCMバイオセンサーである。RAMNE-Qバイオセンサーは早期診断だけでなく創薬研究や生物科学などでの利用が期待される。本稿では、卓上RAMNE-Qバイオセンサーシステムと測定例について解説する。

〔超音波計測〕
○ハイドロホン感度相互校正システムの開発/(独)産業技術総合研究所/吉岡正裕
産業技術総合研究所 計量標準総合センターでは、100kHzから1 MHzのハイドロホン感度を、相互校正法を用いて供給するシステムを開発している。本稿では、ハイドロ
ホン感度の相互校正において検討すべき技術的な課題について述べる。

〔非破壊検査〕
○弾性体の非線形共鳴振動/大阪大学/垂水竜一
弾性体の共鳴振動を非線形領域へ拡張すると、「カラー」と呼ばれるこれまで認識されていなかった新しい対称性が発現する。本稿では、弾性体の非線形共鳴振動が持つカラー対称性に焦点を絞り、その数学的な構造と物理的な特徴について概説する。

〔強力超音波の応用〕
○超音波洗浄法による路面や床面の洗浄/日本工業大学/神雅彦
著者は、アスファルトやコンクリートなどの多孔性の路面に入り込んだ放射性物質を除去し除染に応用できる超音波洗浄装置を試作し、その装置構造や除染性能などに関して報告した。その後の、試作した超音波洗浄装置は、除染のみならず、商業施設のフロア、石材による構造物、コンクリート製構造物などの清掃にも有効ではないかと考え、その性能を実験室およびフィールドにおいて調査している。いくつかの公表できる試験結果が出てきたので述べる。 

〔環境〕
○超音波抽出法を利用したダイオキシン類汚染土壌における簡易迅速分析法の開発
/愛媛大学/本田克久
超音波抽出による土壌中ダイオキシン類の簡易・迅速測定法を開発した。直接照射型超音波法は、抽出溶媒5%水/アセトン、出力65 W、照射時間15分でダイオキシン類
の70%以上を安定して抽出することができ、ダイオキシン類汚染土壌の簡易・迅速なスクリーニング法として有用である。

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