京都工芸繊維大学 産学公連携推進センター

■研究の概要

　空中を伝わる超音波は光に比べて伝搬速度が適度に遅く、特に近距離（数mから1m程度以下）での距離と方向の計測が簡便に精度良く行えます。このような超音波を検出するセンサを複数並べてアレイ化することにより、リアルタイムで3次元情報を計測するセンサシステムを構築することができます。近距離における手軽な3次元計測手段は、特に家庭内等でも使用される自律移動ロボットや、乗用車での車庫入れ・縦列駐車時用の周辺立体視覚の提供、あるいはプライバシを侵さないモニタリングシステム等に利用できます。また環境光や熱源、煙等の影響を受けにくいため、災害時の要救護者探索の手段としても効果を発揮します。我々は、このような特徴を生かした超音波計測を行うための、小型のアレイセンサとこれを用いたリアルタイム3次元計測系の研究を行っています。

■研究の概要

　ミクロンサイズのフィラー懸濁液やカーボンブラック分散液などを、試料を薄めずに"そのままの状態"で解析可能です。これまで分散安定性の解析には、動的光散乱法やレーザー回折法が用いられてきましたが、乳濁試料や着色試料は光が透過しないという問題がありました。我々は、高周波の超音波を用いた高速解析技術「動的超音波散乱法」を開発し、微粒子分散液に対する多彩な構造・ダイナミクス解析を可能としました。

■研究の概要

　超音波は空気中を340メートル毎秒で、水中ではやや速く1500メートル毎秒で伝わります。物質の音速は、その硬さ、粘性、密度に依存してそれぞれ異なるので、有効数字6桁の精密な音速測定により物質の純度や弾性、粘性等の情報を得ることができます。1メートル伝搬すると超音波がどの程度減少するかを減衰率と呼びます。これも音速に加えて豊富な情報を有する重要な音響物性です。超音波が障害物に直面したときに、ある程度透過し、ある程度反射します。この反射率から物質の密度が得られますが、我々は最近、音速、減衰率、密度を同時に計測する手法を考案し、これより弾性率や粘度を、化学反応・構造変化を伴うサンプルについても解析可能にしました。

■研究の概要

　放電加工によりマイクロ工具を製作します。それを用いて、微細穴あけ加工・微細溝加工などが、切削加工・超音波加工・研削加工・打抜き加工により行えます。

■研究の概要

　医用画像は、X 線CT やMRI のように、撮影条件の安定した検査室で高精細な断層面を多数撮影し、異常所見を事後的に読影するモダリティを中心に発展してきました。一方、超音波エコー画像は、X 線CT やMRI に比べて精細度には劣るものの、動画像が容易に得られるので、医師が徒手でプローブを走査しつつ撮影と読影を同時進行できるという利点があります。このような超音波の利点を活用するには、医師の事後的な読影を代替するのではなく、撮影の最中に医師の診断を支援するアプローチが有効です。
　本研究の目的は、組織の動き( 動脈拍動) をリアルタイムで2D/3D 可視化することによって、読影に有効なビジュアルフィードバックを医師に提供することにあります。

■研究の概要

　超音波エコー、X線、MRlに代表される医用画像診断は､これまで2次元静止画像が用いられてきましたが､最近では3次元静止画像､さらには動画像が活用されつつあります｡動画像は組織の動きなど多くの情報が得られる反面､医師が直接読影するのはしばしば困難であり､画像工学的な診断支援技術が有効です｡
　我々は､医用超音波診断装置の出力する動画像から､組織の動き(動脈拍動)を画像処理によって選択的に抽出･可視化することに成功しました｡
　小児科専門医との共同研究により､動脈拍動抽出画像は新生児集中治療室(NICU)での頭部虚血性疾患診断への有効性が実証され､他の疾患への適用も検討されています｡