吉澤 昌純¹, 川畑 宏貴¹, 江本 龍二¹, 入江 喬介², 伊東 紘一³, 横山 卓⁴, 紺野 啓⁵, 谷口 信行⁵, 守屋 正⁶

Masasumi YOSHIZAWA¹, Hirotaka KAWABATA¹, Ryuuji EMOTO¹, Takasuke IRIE², Kouichi ITOH³, Taku YOKOYAMA⁴, Kei KONNO⁵, Nobuyuki TANIGUCHI⁵, Tadashi MORIYA⁶

¹都立産業技術高等専門学校ものづくり工学科, ²マイクロソニック株式会社社長, ³常陸大宮済生会病院内科, ⁴常陸大宮済生会病院外科, ⁵自治医科大学臨床検査医学, ⁶首都大学東京（名誉教授）電気工学

¹Monozukuri Department, Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology, ²President, Microsonic co., ltd., Tokyo, Japan, ³Department of internal medicine, Hitachi-Omiya Saiseikai Hospital, ⁴Department of surgery, Hitachi-Omiya Saiseikai Hospital, ⁵Department of Clinical Laboratory, Jichi Medical University, Tochigi, Japan, ⁶（emeritus） Department of Electrical Engineering, Tokyo Metropolitan University

キーワード :

【はじめに】
超音波顕微鏡は染色の必要が無いため術中の病理検査に向き，特に音響インピーダンス計測では組織表面の画像化ができるため生体内計測の可能性が示唆されているが，実用には至っていない^（1-2）．そこで我々は，細い伝送線路により注射針の中に組み込めるセンサを構成，スキャニングする手法を用いて音響インピーダンス画像を得る，穿刺型超音波顕微鏡を実現するための研究を行っている^（3-5） ．これまで，直径1 mmの石英棒により収束超音波を用いて腎断面の音響インピーダンスの差分を画像化した^（4） ．実用化には，より細い石英棒を用い，それを充分なフレームレートを得られるよう走査する必要がある．これまで直径0.84 mmの石英棒を用いてテコの原理により走査する方法を提案した^（5）．今回，直径0.5 mmの石英棒を用い，石英棒を振動させてスキャニングする手法を開発し，生体組織の画像化を試みたので報告する．
【原理】
超音波の伝搬媒体である円柱石英棒の一端を振動させ，他端を二次元走査する．石英棒の長さに対して直径を充分細くし振動端のみを固定すれば，片持ち梁のたわみ振動を示す^（6）．しかし，感電を防止するため針の外で励振すると，外部からの衝撃により石英棒が針の壁面に触れる恐れがある．このため，本手法では針の内部に支点を設けてテコの原理を応用し，たわみ振動させる構造を想定した．
【実験結果と検討】
直径0.5mm，長さ80mmの石英棒をスピーカにより振動させた．支点の位置を端面から32 mmから50 mmまで変化させて共振周波数を計測したところ，207 Hzから109 Hzに変化した．なお，スピーカを含めた加振部の共振周波数は145Hzであった．石英棒の長さに対して直径が細いため，たわみ振動が生じて共振周波数が変化している事が確認された．これは，定常的な振動であるため，励振信号と石英棒端面の位置の関係は一定なので励振信号の位相から位置を知ることができる．本手法の有効性の確認のため，直径0.5 mm石英棒，中心周波数約20 MHzの超音波信号により，腎断面の画像化を試みた．
【参考文献】
1. Y. Saijo, E. S. Filho, H. Sasaki, T. Yambe, M. Tanaka, N. hozumi, K. Kobayashi, and N. Okada: IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 54 （2007） 1571.
2. 小林和人，他：超音波顕微鏡による生体組織の音響インピーダンス観察，第80回日超医論文集；S324, 2007.
3. M. Yoshizawa, I. Takasuke, K. Itoh, and T. Moriya: Jpn. J. Appl. Phys. 47 （2008） 4176.
4. 吉澤昌純，他：干渉型音響インピーダンス計測法による腎断面画像，第81回日超医論文集；A022, 2008.
5. M. Yoshizawa, R. Emoto, H. Kawabata, T. Irie, K. Itoh, and T. Moriya: Proc. Symp. on Ultrasonic Elec., 29 （2008） 451.
6. R. Isago, S. Domae, D. Koyama, K. Nakamura, and S. Ueha: Jpn. J. Appl. Phys. 45 （2006） 4773.