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位相共役パラメトリック増幅鏡による超音波自動標的装置の開発

相位共轭参量放大镜超声自动瞄准装置的研制

基本信息

批准号：
12355004
负责人：
高木堅志郎
金额：
$ 20.28万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

位相共役波とは、ある波と同一の空間的振幅分布を持ち時間的に逆進する波のことで、時間反転波とも呼ばれる。また入射波に対して位相共役波を返す素子を位相共役鏡と呼ぶ。一般に超音波は伝搬媒質の内部構造により波面が乱されるが、位相共役を用いることにより乱れた音場を自動的に再生することが可能となる.本研究において我々は、圧電セラミクスの非線形圧電特性を利用したパラメトリック位相共役鏡を開発し、これにより入射波より大きいエネルギーを持つ位相共役波を生成することを可能にした。この基盤技術の応用として、特に医用超音波治療において患部を100%の確率で加熱破壊する自動標的装置の開発が挙げられる。本研究は超音波位相共役鏡の発生効率をさらに向上させ,自動標的手法を医用をはじめとする分野へと応用することを目的とする。本年度はこの技術の実用化に向けて、高効率の位相共役鏡の開発を目指し、高い非線形性を示すセラミック材料の探索及び位相共役デバイスの設計を行った。物質の非線形圧電定数と音響位相共役波の発生効率との関係を定量的に検証し、自動標的装置に要求される材料特性を理論計算により評価した。さらに標的への自動追尾及び超音波ビームの自動収束能力を評価するためには、治療対象を含む超音波伝搬領域において超音波が進行し、あるいは境界で屈折・反射・回折する様子を精度よく画像として捕らえることが必要となってくる。この目的のために、レーザーを用いた高空間分解能の超音波ビーム可視化装置の開発に着手した。

The amplitude distribution of phase co-active waves in the same space is consistent with that of time-dependent waves. The incident wave is reflected in the phase mirror. In general, ultrasonic waves transmit the internal structure of the medium, and the wave front is chaotic, and the phase is common. In this study, the non-linear voltage characteristics of the voltage field can be used to generate the incident wave by using the phase mirror. The development of automatic target devices for the application of this substrate technology, especially medical ultrasound therapy, has a 100% accuracy rate in the treatment of affected parts. This study focuses on the development of ultrasonic imaging techniques. This year, we will focus on the application of this technology, the development of high efficiency phase sharing mirrors, the exploration of high nonlinear display materials and the design of phase sharing mirrors. The relationship between the nonlinear voltage constant and the acoustic phase resonance wave generation efficiency of a substance is quantitatively evaluated in the theoretical calculation of the material characteristics required for automatic calibration devices. The automatic tracking of the target and the automatic beam focusing ability of the ultrasonic wave are evaluated. The treatment target includes the ultrasonic wave transfer field. The ultrasonic wave is processed. The reflection and reflection are reflected. The accuracy of the image is necessary. The development of ultrasonic visualization devices with high spatial resolution energy has begun.