生体超音波マイクロスペクトロスコピーによる生体高分子溶液の音響特性に関する研究

利用生物超声显微光谱研究生物聚合物溶液的声学特性

• 批准号: 06780713
• 负责人: 明石 尚之
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06780713/
• 关键词: 生体超音波マイクロスペクトロスコピー; 生体高分子溶液; 音響パラメータ; 周波数依存性; ヘモグロビン; 肝臓; 綿実油; ヒマシ油

本研究は、生体超音波マイクロスペクトロスコピーの手法を生体高分子溶液の音響特性測定に適用し、10MHz以上の周波数帯において十分な研究が成されていない、生体高分子水溶液の音響特性を明らかにすることを目的として行った。さらに、この測定結果を基に、生体組織の音響特性測定結果の解析を行った。1.以前に開発した生体超音波スペクトロスコピー・システムの適用周波数範囲を、数MHz帯の低周波帯まで拡張するため、低周波用縦波超音波トランスジューサ-を製作した。本システムを用いてヒマシ油、綿実油の音響特性を2MHzから500MHzの周波帯において測定し、拡張されたシステムの信頼性を確認した。2.生体高分子溶液試料として、牛ヘモグロビン水溶液を取り上げ、音響特性を50MHz-200MHzの周波数範囲で、濃度および周波数の関数として測定した。ヘモグロビン水溶液に対して、4つの音響パラメータ(音速、減衰係数、音響インピーダンス、密度)を初めて同時に決定した。これらの音響パラメータの値は、全て濃度とほぼ比例関係にある。さらに、減衰係数の周波数依存性が、濃度・周波数の関数となっており、生体高分子溶液の特性を表す新たなパラメータとなることを明らかにした。3.生体組織の音響特性を解析するための基礎的検討として、牛の肝臓、心筋の音響特性を測定した。。ヘモグロビン水溶液に対する測定結果を用いて解析した結果、音響パラメータの全てにおいてタンパク質含有量の高い肝臓の方が大きな値をとり、組織の音響特性はタンパク質の含有量で特徴づけられることが明らかになった。

This research has been carried out with the purpose of clarifying the acoustic characteristics of biological polymer aqueous solutions by studying the applicability of the bio-ultrasound microphone to the measurement of acoustic characteristics of biological polymer solutions, and by conducting extensive research on the frequency range above 10MHz. Analysis of the results of measurement of acoustic properties of biological tissues 1. In the past, the development of biological ultrasound technology has been carried out in the low frequency band of several MHz and the low frequency band of several MHz. The acoustic characteristics of the oil and cotton are measured in the frequency range from 2MHz to 500MHz. 2. The sample of biological polymer solution was selected from aqueous solution, and the acoustic characteristics were measured from 50MHz to 200MHz in frequency range, concentration and frequency range. For the first time, the acoustic parameters (speed of sound, attenuation coefficient, acoustic parameters, density) of the aqueous solution are determined simultaneously. The relationship between the total concentration and the ratio of the total concentration is discussed. The dependence of attenuation coefficient on cycle number, concentration, cycle number and characteristics of biological polymer solutions are discussed. 3. Analysis of acoustic properties of biological tissues, measurement of acoustic properties of liver and muscle The determination results of the aqueous solution are analyzed in detail, and the acoustic characteristics of the tissue are analyzed in detail.

项目成果

N.Akashi et al.: "Acoustic properties of selected bovine tissues in the frequency range 20 to 200MHz" Journal of Acoustical Society of America. (in press).

N.Akashi 等人：“20 至 200MHz 频率范围内选定牛组织的声学特性”美国声学学会杂志。