望月 剛¹, 木原 泰三¹, 射谷 和徳¹, 小川 宏治¹, 吉澤 晋², 梅村 晋一郎³, 北角 権太郎⁴, 勝池 康允⁵, 千葉 敏雄⁶

Takashi MOCHIZUKI¹, Taizou KIHARA¹, Kazunori ITANI¹, Kouji OGAWA¹, Shin YOSHIZAWA², Shin-Ichiro UMEMURA³, Gontaro KITAZUMI⁴, Yasumasa KATSUIKE⁵, Toshio CHIBA⁶

¹アロカ株式会社研究所, ²東北大学大学院工学研究科, ³東北大学大学院医工学研究科, ⁴株式会社イノベンチャー・シー技術開発本部, ⁵株式会社イノベンチャー・シー事業本部, ⁶国立成育医療センター臨床研究開発部

¹Research Laboratory, Aloka Co. Ltd., ²Department of Electrical and Communication Engineering, Tohoku University, ³Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University, ⁴Research ＆ Development Div., Innoventure-c Co.,Ltd., ⁵Business Developments Div., Innoventure-c Co.,Ltd., ⁶Clinical Research and Development, National Center for Child Health and Development

キーワード :

【目的】
本研究では，体内の形態的異常で動的なものを標的とし，これを低侵襲性に是正しうる超音波治療照射装置（超音波銃）の開発を目指す．たとえば子宮内の低形成胎児心の治療において，母体外から三次元的に高い精度のピンポイント集束超音波（HIFU）による予測照射にて治療することを想定している．これまでのHIFU照射システムの多くは，“静止した部位（子宮筋腫，前立腺等）”で比較的“広範な領域”への照射を目指すものであり，今回の研究目的とは基本的に異なる．
【方法】
図に示すシステムを開発する．これは母体の外からHIFUを照射するHIFU照射装置（これはHIFU振動子と観測用のコンベックス型超音波プローブから成るHIFU照射ヘッド部）とそれを支える振動子保持装置と，HIFU振動子を励振する送信信号を出力するHIFU制御装置（パソコンと波形発生装置とアンプから成る）から構成される．超音波診断装置により高速で拍動する胎児心の断層画像を実時間で表示し，この動画像をHIFU制御装置内のパソコンに実時間転送する．パソコン上で，胎児心の動画から胎児の拍動波形を画像解析により求め，この胎児心拍波形からHIFU照射のトリガー信号を形成する．このトリガー信号によりHIFU波形が波形発生器で生成され，高電圧AMPにより増幅された送信信号がHIFU振動子に送られてHIFU照射をおこなう．
【結果】
子宮内の胎児をターゲットとし，母体表面から深さ15cmに位置に超音波の焦点を結ぶ必要があるため，1.1MHz，直径10cm，曲率半径15cmの凹面振動子を4個用い，角振動子の焦点を合わせた大型な超音波照射ヘッド部を試作した．この振動子ヘッド部を患者に固定し，かつ焦点を中心にヘッド部を回転できるHIFU振動子保持装置を開発しえた．また，拍動する心臓の画像から胎児心拍を検出し，HIFU照射のトリガー信号を出力できるソフトウェアを開発し，胎児心を模擬したファントムを用いた動作の確認に成功した．このファントムの超音波画像から同期信号を得てHIFU照射を行い，ファントムの動きに同期して照射が行われることを確認した．
【謝辞】
この研究はNEDOイノベーション実用化事業の一部として実施された．