/日本工業出版(株)/

■特集:国立研究開発法人 産業技術総合研究所における超音波技術の研究
○国立研究開発法人産業技術総合研究所における超音波計量標準の研究開発を振り返って
/(国研)産業技術総合研究所/菊池 恒男
当所計量標準総合センターでは、国が整備すべき計量標準の開発・供給と利活用促進、計量標準の普及、計量標準に関連した計測技術の開発、法定計量業務の実施と人材の育成に取り組んでいる。一方、超音波の医用応用をはじめ、様々な超音波計測応用に不可欠な「超音波振動子出力校正」や「ハイドロホン受波感度校正」などの、超音波の国家計量標準についても2001年の産総研発足前後から研究開発を開始し、順次、「依頼試験」として標準供給を実施するに至った。そこで本稿では、産総研における超音波計量標準の研究開発当初からの流れを振り返る。

○1 kHz帯域のハイドロホン感度校正
/(国研)産業技術総合研究所/吉岡 正裕
当所計量標準総合センターでは、医用超音波機器の性能、安全性評価のための、広帯域超音波音圧の精密計測に資するハイドロホン感度校正の技術開発と供給を行っている。本稿では、周波数範囲100kHz 〜 1MHzの、相互校正法を用いた校正サービスを紹介する。

○気泡の音響信号を用いた気泡の発生量計測技術
/(国研)産業技術総合研究所/内田 武吉
本稿では、円筒形キャビテーションセンサを用いた音響キャビテーションにより生じる気泡の音響信号の計測技術に関して紹介する。

○診断用広帯域超音波の瞬時音圧精密計測技術
/(国研)産業技術総合研究所/千葉 裕介
超音波診断の安全性確保と診断装置の性能向上を両立するため、パルス状の広帯域超音波の瞬時音圧をより精密に得るための計測技術が必要とされている。そこで、ハイドロホン感度の周波数特性を考慮した計測法の有効性を検証した。

○構造体健全性診断のための超音波伝搬可視化法による定量的非破壊評価
/(国研)産業技術総合研究所/山本 哲也・叶 嘉星・遠山 暢之
パルスレーザー励起による超音波伝搬可視化手法を用いた非破壊検査技術の開発を当所で行っている。本稿では、当該可視化技術・手法の優位な特徴に関して述べるとともに、著者がこれまで行ってきた2種類の欠陥位置推定に関して紹介する。

○水流量国家標準を用いた超音波流量計測技術の高度化
/(国研)産業技術総合研究所/和田 守弘
本稿では、安定した流れ場を実現させた水流量の国家標準設備を概説し、当該設備を用いて超音波による流速分布計測手法において実現場への適用時に課題となる速度範囲の課題解決に向けた研究開発事例について紹介する。

○骨疼痛緩和超音波治療における骨表面温度計測指標
/(国研)産業技術総合研究所/葭仲 潔・佐々木 明/東洋大学/高塚 信治・山内 康司
医療分野において、超音波は診断のみならず、治療にも積極的に応用が進んでおり、今後の展開が期待されている。我々は超音波骨疼痛緩和治療におけるエンドポイントの指標として骨の温度計測に着目し、その可能性について紹介する。

○不均質媒質における平均音速推定の信頼性評価
/(国研)産業技術総合研究所/新田 尚隆
本研究では、音速情報の診断応用を目指し、不均質な音速分布を持つ組織モデルで計算された後方散乱波を用いて平均音速を推定し、不均質媒質における平均音速推定の信頼性を評価した。

○強力集束超音波治療における治療デバイス評価のための生体内温度上昇計測システムの開発
/(国研)産業技術総合研究所/高木 亮
強力集束超音波治療において、施術前に簡便に治療デバイスの出力(生体内温度上昇)点検を行える計測システムを開発した。

○元素添加による窒化物圧電材料の開発
/(国研)産業技術総合研究所/上原 雅人
スカンジウム添加による窒化アルミニウムの圧電性増大現象の発見以来、窒化物系圧電材料が注目されるようになった。本稿では、近年、我々が取り組んでいる窒化アルミニウムや窒化ガリウムへの元素添加効果について紹介する。

○ウルトラファインバブルの「今と未来」
/(国研)産業技術総合研究所/安井 久一
ウルトラファインバブルは、洗浄、植物育成等で実用化が先行し、メカニズム解明が後から追っている。大学、研究所等で、洗浄等の詳細なメカニズム解明が俟たれる。

○ウルトラファインバブル(UFB)濃度が音響発光強度に与える影響
/(国研)産業技術総合研究所/辻内 亨
本稿では、ウルトラファインバブル(UFB)濃度が音響発光(SL)強度に与える影響について紹介する。高振幅の条件でUFBを添加すると、純水時と比べてSL強度が高くなるUFB濃度が存在する。この理由について、Blake閾値を超えるほど高振幅の場合、クラスター化しない程度のUFB濃度の条件でUFBはある程度膨張することができ、高いSL強度につながったと考察できる。ゆえに、UFBはソノケミストリーにおいて核生成サイトを供給できるといえる。

■解説
〔超音波計測〕
○空中超音波計測のための-セラミック-空気コンポジット探触子の開発
/東北大学/辻 俊宏・大志田 洋輝・熊谷 仁志・小原 良和・三原 毅
空気と圧電セラミックスの1-3コンポジットは空中超音波探触子に利用されている。本稿では、電極を兼ねる前面板が、音響的に薄い場合に発生する大振幅振動の有効性を検証した結果を紹介する。

〔強力超音波の応用〕
○超音波リアクターを利用した酸化ガリウムナノ粒子の室温合成
/東北大学/林 大和・高野 裕希・山中 俊輝
超音波は、化学的効果と物理的効果の双方を利用できる特異な反応場である。本稿では、この特異でありながら誰にでも利用できる超音波を利用した、室温で酸化物を合成可能な画期的な超音波プロセスを紹介する。

○超解像技術を用いた気泡キャビテーション信号観測
/群馬大学/江田 廉
本稿では、音波DDS実現に向け開発した超音波映像装置を用いた気泡キャビテーション観測法において、超解像技術の一つである構造化照明法を応用して高空間分解能観測する方法を紹介する。

○MHz帯を含む複数モード励振が可能な強力超音波振動子DPLUSの提案
/東京大学/森田 剛
二重放物面反射を用いた強力超音波振動子を提案し、DPLUSと命名した。本稿では、数10kHzからMHz帯までの広い周波数帯域に複数共振モードを有するこの新しい振動子を用いた応用研究について紹介する。

〔圧電・超音波材料〕
○ロータス効果を用いた四ほう酸リチウム球状結晶の育成
/山口大学/小松 隆一・灘友 滉・池村 康平・岡村 秀幸・麻川 明俊
デバイス形状での結晶成長が要望されている。その中で球状圧電(酸化物)結晶育成の報告はない。我々は球状結晶を融液に濡れない基板を開発し、その基板上で球状結晶育成に成功した。同時に単結晶化に必要な育成条件を見出すことができた。

〔医用超音波〕
○光音響とカルマンフィルタを用いた治療デバイス先端の位置検出
/富士フイルムヘルスケア(株)/竹島 啓純・田中 智彦
超音波ガイド下血管カテーテル治療の普及が進んでいる。一方、治療器具の視認性改善が課題となっており、我々は光音響効果を用いた発信機による視認性改善技術を開発している。本稿では、特にカルマンフィルタによる器具先端位置の検出精度改善手法を紹介する。

○細胞核密度に着目したラット脳腫瘍組織の音響特性の検討
/浜松医科大学/田村 和輝・三浦 克敏・山本 清二/Singapore Eye Research Institute/伊藤 一陽
音響特性の正確な計測は定量的超音波診断に重要である。本研究では脳腫瘍モデルであるラットの新鮮凍結切片を用いて腫瘍部と正常部の縦波伝搬音速を比較した。本稿では、腫瘍部と正常部は細胞核密度による音速の有意差を紹介する。

○音響放射圧を用いた眼圧測定の基礎検討
/桐蔭横浜大学/佐野 元昭
空気圧を用いた眼圧測定は苦手の人も多い。そこで、空気圧の代わりに超音波による音響放射圧を用いて眼圧測定ができないか、基礎的な検討を行っている。本稿では、眼球の代わりとして水風船を用い、それを音響放射圧で押して圧を切った際に得られる減衰振動の振動数から、水風船の内圧を推定した結果について紹介する。

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