JPH0373836A - 生体ファントム - Google Patents

生体ファントム

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JPH0373836A
JPH0373836A JP20984589A JP20984589A JPH0373836A JP H0373836 A JPH0373836 A JP H0373836A JP 20984589 A JP20984589 A JP 20984589A JP 20984589 A JP20984589 A JP 20984589A JP H0373836 A JPH0373836 A JP H0373836A
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heat insulating
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岳彦 小林
Kenji Yamada
健次 山田
Toshio Nojima
俊雄 野島
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0807Measuring electromagnetic field characteristics characterised by the application
    • G01R29/0814Field measurements related to measuring influence on or from apparatus, components or humans, e.g. in ESD, EMI, EMC, EMP testing, measuring radiation leakage; detecting presence of micro- or radiowave emitters; dosimetry; testing shielding; measurements related to lightning
    • G01R29/0857Dosimetry, i.e. measuring the time integral of radiation intensity; Level warning devices for personal safety use

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、生体に電磁界を印加した場合の吸収電力を
、温度上昇から実験的に求めるための生体ファントムに
関するものである。
「従来の技術」 生体に電磁界が印加されたときの生体内の吸収電力を推
定する方法として、生体を電気的に模擬する材料によっ
て作られたファントムに電磁波を照射し、その内部の温
度上昇を測定し、その温度上昇量から単位重量当りの吸
収電力(S pecificA bsorpt ion
  Rat io [W / K g]、以下SARと
いう。)を求める方法が知られている。(例えば、Gu
y、 A、W、: ”Analyses or E l
ectromagneticF 1elds  I n
duced  in  B iological  T
 1ssuesby T hermographic 
 S tudies  on  E quivalen
tPhantom  Models、 IEEE Tr
ans、 MTT−19,2、205−214,Feb
、 1971 、)生体ファントム内の任意の位置での
単位照射時間当たりの温度上昇ΔTを測定すれば、その
位置でのSARは11次式(1) SAR=  cΔT ・・・・・・・式(1)によって
推定できる。ただしCはファントムを構成する材料の比
熱〔57Kg−K〕である。
SARがファントム内の位置によって大きく異なる場合
には、電磁波の照射時間あるいは照射終了から温度測定
までの時間が長ずざると、熱伝導によって温度分布が平
滑化されてしまうので、これらの時間は十分短くする。
そしてファントムに電磁波を照射したときの温度上昇を
測定する方法として、次の二つの方法が知られている。
一つは、ファントム内に温度センサを埋め込んで、直接
にある点の温度を測定する方法であり、他の一つは、フ
ァントムを適当な断面で切り離せるようにしておき、適
当な時間電磁波を照射した後、該断面上の温度分布を赤
外線サーモグラフィによって測定する方法である。
生体ファントム自体の構成法としては、生体の電気的特
性を模擬する材料自体を所望の形状に成形するか、ある
いはGFRP(ガラス繊維強化プラスチック)などの材
料で作られた電磁波を透過する薄い外殻の中に、生体の
電気的特性を模擬する材料を充填する方法がある。この
生体の電気的特性を模擬する材料は、筋肉、脳組織、内
臓等の高含水組織を模擬す4るには、例えば、食塩水、
ポリエチレン粉末、寒天等の混和物などが用いられる。
一方、骨、肺、脂肪等の低含水組織を模擬するには、例
えばポリエステル樹脂、アセチレンブラック、アルミニ
ウム粉末等の混和物などが用いられる。
そして、上述のような各材料を用い、生体の電気的特性
を模擬するように構成された生体ファントム(ファント
ム本体l)のSARを推定するには、第4図に示すよう
に、このファントム本体lに電磁波2を電磁波源3から
一定時間照射し、ファントム本体lの温度上昇を測定す
る。
「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、このような従来の生体ファントムでは、
電磁波の照射によって、ファントム内部が温度上昇して
いる時間内に、同時に表面からの熱放射が起こるため、
ファントム表面付近の温度が低下し、その場所での推定
されるSARが小さくなってしまう問題があった。
また、ファントム近傍に別の発熱体があると、それから
の輻射熱によってファントム表面が温められてしまい、
電磁波の吸収のみによる温度上昇が正確には測定できな
いという問題点もあった。
赤外線サーモグラフィによる温度測定を行う際には、測
定のために十分な温度上昇を得るため大電力の電磁波を
照射することがあるが、この場合にはアンテナ自体の温
度が上昇するため、アンテナをファントムの近傍に置く
とこの問題は特に生じ易い。
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、電磁波
のみによる吸収に基づく温度上昇を正確に測定すること
のできる生体ファントムの提供を目的としている。
「課題を解決するための手段」 上記の課題を解決するための手段として、本発明では、
生体組織の電気的特性を模擬する材料、もしくは該材料
とそれを保持する外殻とからなるファントム本体の外側
を、電磁波透過係数が0゜9以上の断熱材で被覆した構
成とした。
「作用」 このように、ファントム本体の外側を電磁波透過係数の
高い断熱材で被覆することにより、電磁波はほとんど減
衰することなくファントム内部に伝わり、かつ電磁波の
吸収によってファントム内部が温度上昇している時間内
に同時に起こる表面からの熱放散を抑制することができ
る。またファントム近傍に大電力を供給するアンテナ等
の発熱体があって、それからの熱輻射によってファント
ム表面が電磁波の吸収以外による加温を被る可能性があ
る場合にも、そのような加温を抑制することができる。
「実施例」 以下、この発明を図面に基づいて説明する。
第1図は、この発明の一実施例を示す図であって、この
実施例は、例えば人体頭部を模擬するための球形のファ
ントムを例にとっている。
コノ図において、符号1はファントム本体、4は断熱材
、5は生体ファントムである。この生体ファントム5は
、ファントム本体lの外側を、断熱材4で被覆して構成
されている。
このファントム本体lは、生体組織の電気的特性を模擬
する材料、もしくはこの材料とそれを保持する外殻とか
ら構成されている。
上記断熱材4は、電磁波透過係数が0.9以上であり、
またファントム本体1表面が電磁波の吸収によって発熱
しても表面からの熱放射による冷却が殆ど起こらない断
熱性を備えた材料が使用されている。このような断熱材
4としては、発泡樹脂が好適である。例えばポリウレタ
ンやポリスチロール製の発泡体が考えられる。これらは
樹脂の材質自体に電磁波透過性があり、発泡内部の空気
により断熱性を実現できるからである。このような断熱
材を1cm以上の厚さでファントム本体lに付すると、
断熱性が良好に得られ効果的である。
またこの断熱材4は、電磁波透過係数が0.9以」二で
あり、照射される電磁波エネルギーのうち少なくとも8
1%以上のエネルギーを透過させるので、電磁波源3か
ら照射される電磁波エネルギーを減衰させることなくフ
ァントム本体lに伝える。
一方、断熱材4の材料に電磁波透過係数が0.9以下の
材料を使用すると、断熱材による電磁波の吸収量が大き
くなり、透過する電磁波エネルギーの減衰などの不都合
を生じる。また輻射熱を反射させるためアルミニウムな
どを蒸着させた材料は、照射される電磁波を反射してし
まうので適さない。
またこの断熱材4は、サーモグラフィによって温度分布
を測定したい断面が、容易に開披できるように、予め開
被用割れ目を形成しておく必要がある。
このように、生体組織の電気的特性を模擬する材料、も
しくはこの材料とそれを保持する外殻とから構成したフ
ァントム本体lの外側を、電磁波透過係数が高い断熱材
4で被覆して生体ファントム5を構成することにより、
ファントム本体Iが、電磁波2の吸収によって発熱して
も、ファントム本体1表面からの熱放射による表面から
の冷却が無く、したがって式(1)によるSARの推定
値が正確に求められる。
第2図(a)は、上述したような球形の生体ファントム
に電磁波2を照射したときの、球中心を通る軸線上のS
AR分布の理論値6を一例として示す。第2図(b)は
同じ軸上でのSAR推定分布として、第4図に示す従来
技術の生体ファントムによって推定されたSAR分布7
を破線で、第1図に示す本発明に係わる生体ファントム
5によって推定されたSAR分布8を実線で示し、両者
を比較したものである。前者(破線)の分布7は、表面
付近での推定値が理論値6と大きく異なるのに対し、後
者(実線)の分布8は、表面付近でも理論値Gに近い推
定値となる。
また、SAR推定値の計測に際して、生体ファントム5
の近傍に他の発熱源がある場合にも、断熱材4の断熱効
果によって、電磁波の吸収以外の熱吸収jこよるSAR
測定誤差を小さくすることができる。
第3図は、この発明の他の実施例を示す図である。この
実施例による生体ファントム5aは、人体全身を模擬す
るものであって、人体組織の電気的特性を模擬する材料
、もしくはこの材料とそれを保持する外殻からなるファ
ントム本体1aの外側を、電磁波透過係数が0.9以上
の被覆材4aで被覆して構成されている。人体組織の電
気的特性を模擬する材料としては、筋肉、脳組織、内臓
等の高含水組織を模擬するには、例えば、食塩水、ポリ
エチレン粉末、寒天等の混和物などが用いられる。一方
、骨、肺、脂肪等の低含水組織を模擬するには、例えば
ポリエステル樹脂、アセチレンブラック、アルミニウム
粉末等の混和物などが用いられる。
この人体全身を模擬する生体ファントム5aは、ファン
トム本体1aの外側を、電磁波透過係数の高い断熱材4
aで被覆したことにより、先の実施例と同様に、精度良
<SARを推定することができる。
なお、この発明は生体のみならず、電磁波加熱を行う食
品や木材の中の吸収電力分布の測定にも適用可能である
「発明の効果」 以上説明したように、本発明は生体組織を模擬するファ
ントム本体の外側を電磁波透過係数の高い断熱材で被覆
したので、表面からの熱放射によるファントム本体の表
面付近の冷却を抑えることができ、またファントム近傍
に他の発熱源が存在する場合に、電磁波吸収以外の熱吸
収による加温を抑えることができる。したがって、本発
明の生体ファントムによれば、電磁波の吸収に基づく温
度上昇を正確に測定することができ、SARの推定精度
を向上させうるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例として球形の生体ファン
トムを示す概略図、第2図は球形の生体ファントムの中
心を通る軸上のSAR分布の理論値と推定値を示す図、
第3図は、この発明の他の実施例として人体全身を模擬
する生体ファントムを示す概略図、第4図は、従来の一
例として球形の生体ファントムを示す図である。 、la・・・ファントム本体 ・・・電磁波 ・・・電磁波源 、4a・・・断熱材 、5a・・・生体ファントム。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 生体組織の電気的特性を模擬する材料、もしくは該材料
    とそれを保持する外殻とからなるファントム本体を、電
    磁波透過係数が0.9以上の断熱材で被覆したことを特
    徴とする生体ファントム。
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Cited By (6)

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