2022-12-02 生体医用システム工学実験Ⅰ「超音波画像診断装置の原理」
今日は、工学部 生体医用システム工学科の授業を紹介するワン！
生体医用システム工学科は、物理系?電子情報系といった工学系の科目と、生物?医療系科目を同時に学ぶことができる、とってもユニークな学科。
医療機器や医用システムを開発するために必要な知識を習得できるんだワン。
見学させてもらったのは、２年生の授業「生体医用システム工学実験Ⅰ」。
この授業と３年生の「生体医用システム工学実験Ⅱ」で、班ごとに「振動?共鳴現象」、「光学」、「電子回路」、「生体計測」、「イメージング」、「メカトロニクス」の６つのテーマを順番に学び、１テーマにつき４回ずつ実験を行うんだワン。
複数の学問分野にまたがるテーマに取り組むことで、実験という実証方法を身につけるだけでなく、柔軟な発想力と応用力が身につくんだワン！
今日のテーマは、長浜佑樹助教による「イメージング」！
擬似生体組織を使って、超音波画像診断装置の原理を学ぶワン。
まずは、疑似生体組織づくり！
写真１、２枚目のように、四角い容器にゼラチンを入れて、そのなかにビー玉や針金などを沈めるワン。
ゼラチンが固まったら、写真３枚目のように、水を入れた容器に入れて、超音波をあてるワン。
ゼラチンの中に入れるものは、写真４枚目のように、ビー玉、ゴムホース、針金、そしてシリコンでできた金魚などいろいろ。
その中から、班のみんなで話し合って、３つくらい選ぶワン。
写真５枚目は、超音波の反射を観察するオシロスコープ。
超音波が反射するのは、素材が変わる境界のところだワン。
ここで重要なのは、素材の持つ「音響インピーダンス」という値。
物体内での音速と物体の密度をかけたものだワン。
素材間の音響インピーダンスの差が大きい境目では超音波の反射が強く、反対に素材間の音響インピーダンスの値が近い境目では、反射が弱いんだワン。
素材によって音響インピーダンスが違うので、素材と水との境界での反射の強さが異なり、素材ごとに見え方が違うワン。
ちなみに、シリコンは水との音響インピーダンスの差が小さいので、写真３枚目のシリコン金魚は観察しづらいそうだワン。
目で見るのと、超音波の反射で調べるのとでは、全然違うんだワン。
おもしろいワン！
写真６～９枚目は、授業の様子。
先生から超音波の当て方や診断装置の特徴を教わったり、班でディスカッションをしたりと、実験をしながらいろいろなことを学んでいたワン。
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