超高周波超音波によるマイクロ衝撃波の発生と検出に関する基礎研究

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平成2年度の研究成果を要約すると以下の通りである。1.100MHz帯域における衝撃波の検出マイクロ衝撃波すなわち、超高周波帯の成分をもつ衝撃波の検出方法を確立するため、本年度は固体中の衝撃波をとりあげ100MHz帯域におけるアコ-スティック・エミッション(AE)の検出実験を行った。従来は、静的応力負荷時におけるAE信号の周波数成分としては数MHz以下の成分しか観測されていなかった。微小亀裂より発せられるAE信号は衝撃的で超高周波帯域の周波数成分を含むものと考えられる。まず、基礎実験として微小亀裂を設けたパイレックスガラスにPVDFトランスジュ-サを接着し、荷重下で検出された信号のスペクトルと無荷重下で検出された信号のスペクトルを比較することにより100MHz帯域におけるAE信号の存在を立証した。また、マイクロ衝撃波の非接触計測法として超音波顕微鏡を用いた観測方法についても実験した。これらの成果については既に学会等に報告している。2.集束衝撃波音場の発生と音場分布の計測体外衝撃波結石破砕術においては、集束衝撃波音場の発生方法により生体組織の損傷の度合が異なることが報告されており、組織損傷と集束音場との関連が議論されているが、現在のところ超音周波帯におけね集束音場の有効な測定法が報告されていないため、十分な検討がなされていない。また、超音波顕微鏡に応用されている音響レンズ方式による集束波の発生法については、これまで実験や計測が行われていない。本研究では、まず超高周波帯におけね集束波音場の測定法について検討するため、高分子圧電膜であるPVDFトランスジュ-サを使用して強力超音波に適した音場計画プロ-ブの設計及び試作を行った。