超音波脳刺激システムにおけるFDTD法を用いたwaveguide形状の最適化

カテゴリ: 部門大会

論文No: PS5-2

グループ名: 【C】平成30年電気学会電子・情報・システム部門大会プログラム

発行日: 2018/09/05

タイトル(英語): Optimization of waveguide structure in an ultrasonic brain-stimulation system by the numerical calculation using a FDTD method

著者名: 戸田 聖人(北海道大学),舘野 高(北海道大学)

著者名(英語): Masato Toda|Takashi Tateno

キーワード: 音響シミュレーション|脳刺激|数値計算|超音波刺激|Acoustic simulation|brain-stimulation|numerical calculation|Ultrasound stimulation

要約(日本語): 近年，超音波を用いた脳刺激法が注目を集めている。超音波刺激では，電磁気刺激法などでは従来行うことが困難であった低侵襲的な深部および局所的な刺激が可能であると期待されている。その実現には，脳刺激の目的に応じて適切な超音波を照射する必要がある。しかし，超音波振動子とその印加システムはその構造を一旦決定してしまうと，諸特性を容易に変更することが困難であった。そこで，本研究では超音波振動子の先端に装着するWaveguideに着目した。超音波の照射特性を刺激対象に適合させるために，Waveguideの形状を最適化する数値計算を行った。数値計算法は，時間領域差分(FDTD)法を用い，超音波伝播のシミュレーションを行った。その結果，実験環境に合致したWaveguideの形状における超音波パワーの空間分布を得ることに成功した。今後，本課題で行ったシミュレーション結果を評価するために，所望の照射特性を実現する検証実験を行う。

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