衝撃波の医療および産業応用に関する基礎研究

冲击波医学和工业应用的基础研究

• 批准号: 03F02676
• 负责人: 井小萩 利明
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03F02676/
• 关键词: 衝撃波; マッハ反射; レーザーアブレーション; 数値流体力学; 医療応用

1.無隔膜衝撃波管を用いた半頂角43度の円錐上を過ぎる衝撃波の反射の研究正常反射からマッハ反射への遷移現象を解明するために、頂角の大きい円錐を通過する衝撃波の反射について無隔膜衝撃波管を用いて研究を行った。過去の実験から円錐半頂角が43°から48°の間でかつ衝撃波マッハ数2.38のとき円錐上で遷移が生じると予想でき実験条件を決定した。試験気体は窒素とアルゴンを用いた。2重露光ホログラフィー干渉計法を用いて流れの可視化を行い、現象の理解に役立てた。また白金薄膜抵抗温度計を用いた円錐表面の熱流束測定も同時に行い、衝撃波が円錐を通過する間の熱流束履歴について解析した。これら実験結果は非定常ナビエ・ストークス方程式を用いた数値計算結果と比較を行った。このような基礎的な実験結果は数値流体力学の計算コードの較正に役立てることができ、非常に重要である。2.レーザーアブレーションによる微粒子加速技術の医療応用生体軟組織を対象とした、新たなドラッグデリバリー方法の開発のため、レーザーアブレーションを利用した微粒子の加速方法について研究を行った。金属薄板の表面に微粒子を付着させ、もう一方の面にレーザーを照射することにより、衝撃波が板に伝播する。この衝撃波の伝播により薄板面は高速に加速され、微粒子は超音速で打ち出される。加速された微粒子は生体軟組織に貫入するのに十分な運動量を持つことから、in vitro、vivoで貫入深度を評価すべく、直径1μmのタングステン粒子を使用し、対象物としてゼラチン(模擬組織)及びラット肝臓を用いて実験を行った。その結果、最小限の組織損傷で十分な貫入深度が得られ、新たなドラッグデリバリー方法として期待できる。

1. A Study on the Reflection of Shock Wave in a Diaphragmless Shock Wave Tube with a Half-vertex Angle of 43 Degrees In the past, the semi-vertex angle of the cone was 43° and 48°, and the shock wave number was 2.38 ° and the migration on the cone was generated. Try to get rid of the virus. 2. The method of re-exposure to light is used to visualize and understand the phenomenon. The platinum film resistance thermometer is used to measure the heat flow on the conical surface, and the shock wave is used to analyze the heat flow on the conical surface. The result of the calculation is not constant. The basic results of the calculation of fluid dynamics are very important. 2. Microparticle acceleration technology for medical use in soft tissue imaging, new technology development, microparticle acceleration technology development and research The surface of the metal sheet is irradiated with fine particles and shock waves. These shock waves propagate through thin plates at high speeds and particles at supersonic speeds. The acceleration of micro-particles into biological soft tissue is determined by the amount of ten-point motion, in vitro, in vivo, depth of penetration, and the use of particles with a diameter of 1μm, as well as by the use of image particles (simulated tissue) and particles. The results, minimum tissue damage, and penetration depth were obtained, and new methods were developed to minimize tissue damage.

项目成果

Pulsed holmium : yttrium-aluminum-garnet laser-induced liquid jet as a novel dissection device in neuroendoscopic surgery.

脉冲钬：钇铝石榴石激光诱导液体射流作为神经内窥镜手术中的新型解剖装置。

• 发表时间: 2004
• 期刊: Journal of Neurosurgery 101
• 作者: Nakagawa A;Hirano T;Jokura;H;Uenonara H;Ohki T;Hashimoto T;Menenges V;Sato Y;Kusaka Y;Ohyama H;Saito T;Takayama;K;Shirane A;Tominaga T.
• 通讯作者: Tominaga T.

Unsteady convective surface heat flux measurements on cylinder for CFD code validation

• DOI: 10.1007/s00193-003-0223-0
• 发表时间: 2003-03
• 期刊: Shock Waves
• 影响因子: 2.2
• 作者: T. Saito;V. Menezes;T. Kuribayashi;M. Sun;G. Jagadeesh;K. Takayama

Visualization of Shock Wave around Hypersonic Spiked Blunt Cones Using Electric Discharge

使用放电可视化高超音速尖刺钝锥体周围的冲击波

• 发表时间: 2004
• 期刊: J.of Visualization 8・1
• 作者: M.Viren;G.Jagadeesh;K.P.J.Reddy;M.Sun;K.Takayama
• 通讯作者: K.Takayama

Experimental Application of Pulsed Ho:YAG Laser-Induced Liquid Jet as a Novel Rigid Neuroendoscopic Dissection

脉冲 Ho:YAG 激光诱导液体射流作为新型刚性神经内窥镜解剖的实验应用

• 发表时间: 2004
• 期刊: Lasers in Surgery and Medicine 34
• 作者: T.Ohki;A.Nakagawa;T.Hirano;T.Hashimoto;V.Menezes;H.Jokura;H.Uenohara;Y.Sato;T.Saito;R.Shirane;T.Tominaga;K.Takayama
• 通讯作者: K.Takayama