中村 弘文¹, 馬場 渉¹, 青柳 良佑¹, 東 隆¹, 葭仲 潔², 佐々木 明¹, 高木 周¹, 松本 洋一郎¹

Hirofumi NAKAMURA¹, Wataru BABA¹, Ryousuke AOYAGI¹, Takashi AZUMA¹, Kiyoshi YOSHINAKA², Akira SASAKI¹, Shu TAKAGI¹, Yoichiro MATSUMOTO¹

¹東京大学大学院工学系研究科機械工学専攻, ²産業技術総合研究所ヒューマンライフテクノロジー研究部門

¹Department of Mechanical Engineering, The School of Engineering at the University of Tokyo, ²Department of Human Life Technology, Advanced Industrial Science and Technology

キーワード :

【目的】
近年,悪性腫瘍の治療法の1つとして強力集束超音波を体内の腫瘍部位で焦点を結ぶように照射する手法が注目されている．この治療は,患部のみを選択的に治療する低侵襲治療であるため,患者の身体的な負担の低減,入院期間の短縮が期待される．本研究では安全で確実な低侵襲治療法を実現する上で重要な治療中の加熱凝固領域の可視化に関して,超音波を用いる手法の開発を目的とする．
【対象と方法】
加熱凝固領域の計測の手法として,ハーモニックモーションイメージング（HMI）を用いる［1］．HMIでは,振幅に変調をかけた集束超音波を用いて周期的に変化する音響放射圧を発生させ,焦点領域の生体組織に局所的な振動を引き起こす．その振幅を計測し,加熱凝固に伴う硬さの変化に起因する振幅の減少により生体組織の加熱凝固を判別する手法である．生体組織の音響放射圧による変形量の計測は,超音波診断用プローブを用いたパルスエコー法により行う．生体組織の熱変性と,変調する音響放射圧に対する変形の関係を見るために市販の鳥レバーの生肉を用いた実験を行った．強力集束超音波は2MHz,変位計測用超音波は7.5MHzの超音波を用い,強力集束超音波には31Hzの振幅変調をかけた．焦点の半値幅は伝播方向に5mmである．
【結果と考察】
図の黒線,赤線はそれぞれ焦点からの距離が1mm,10mmの領域の生体組織の変形量の推移を示す．縦軸は変形量,横軸はフレーム数である．熱変性が生じていた焦点領域近傍の領域における振幅が150μmから75μmへ減少した一方で,焦点領域から離れた領域において振幅の減少は計測限界以下であった．これにより,生体組織の熱変性と振幅の減少の関係性を確認できた．
【結論】
鳥レバーの生肉を用いた実験の結果,焦点領域内の生体組織の加熱凝固に伴う振幅の減少を確認することができた．この結果から,HMIを用いた加熱凝固領域の可視化手法の妥当性が示唆された．また本手法では治療焦点の周辺部での変位計測の感度に限界があるので,今後は多チャンネルトランスデューサによる焦点位置制御を利用し,焦点領域外の生体組織の変形量を増大させ加熱凝固領域をより正確に計測する手法の検討を行う．
【参考文献】
［1］C. Maleke et al. IEEE TRANS BIOMED ENG, VOL. 57, 2010 pp.xx-yy