木原 泰三¹, 望月 剛¹, 田辺 良子², 吉澤 晋³, 梅村 晋一郎^{3, 4}, 山下 紘正⁵, 元 文姫⁵, 柿本 隆志⁵, 千葉 敏雄⁵

Taizou KIHARA¹, Takashi MOCHIZUKI¹, Ryouko TANABE², Shin YOSHIZAWA³, Shin-ichiro UMEMURA^{3, 4}, Hiromasa YAMASHITA⁵, Wen Ji YUAN⁵, Takashi KAKIMOTO⁵, Toshio CHIBA⁵

¹日立アロカメディカル株式会社第1MS技術本部　技術開発部　MS研究二課, ²日立アロカメディカル株式会社MS営業本部　販売企画課, ³東北大学大学院工学研究科・電気・通信工学専攻, ⁴東北大学大学院医工学研究科・医工学専攻, ⁵国立成育医療研究センター臨床研究センター

¹Medical System Reseach Section 2, Hitachi Aloka Medical, Ltd., ²Sales Planning Section, Hitachi Aloka Medical, Ltd., ³Department of Electrical and Communication Engineering, Tohoku University, ⁴Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University, ⁵Clinical Research Center, National Center for Child Health and Development

キーワード :

【目的】
本研究の目的は強力集束超音波の照射条件による生体組織への影響を研究することにある．近年,超音波を集束させ,高エネルギー密度となる超音波を用いて患部を焼灼しまた組織穿孔させることにより低侵襲治療を行う研究が進められている．超音波は生体組織中で減衰し,そのエネルギーの一部は熱エネルギーに変換される．この現象を応用し,生体組織の温度上昇により細胞に変性をもたらし壊死させる方法が,主に腫瘍などに対して行われる焼灼治療である．一方,超音波の振動エネルギーにより水中や生体組織内でキャビテーションが生じ,この現象により組織に機械的なダメージを与えることも知られている．これを応用して組織穿孔を行うことも可能である．このように同じ音響エネルギーであっても,そのエネルギーの与え方により,生体現象が異なることから,この作用を用いて治療を行う上では,解明しておくべき重要な課題であると考える．
【方法と対象】
超音波エネルギーを音圧と照射時間をパラメータとして,生体組織での反応を観察する．照射時間は超音波パルス幅とパルスの繰り返し周期との比であるDuty比と,この条件での照射持続時間とする．鳥のささみを,温度と溶度酸素計により制御された水中に設置し,集束超音波の焦点をささみの表面から5mmの深さに定め,上記の超音波照射条件を変えて,ささみ組織の変化の様態を観察する．
【結果】
結果の一部を図に示す．同図は3つの異なる条件で照射を行なった後の組織の断面を観察したものである．超音波音響エネルギーはほぼ一定としているが,音圧を低くし,その代わりにDuty比を大きくしパルス幅を長くした条件（図の左側）と,逆に音圧を高くし,Duty比を小さくした条件（図右側）では,組織の変化に大きな違いがみられた．すなわち,前者の条件では焦点付近でささみ組織が白く変性し,超音波エネルギーが熱として作用したことが示唆された．それに対して後者では組織が白く変性することはなく,その代わりに組織穿孔が見られ,超音波振動の機械的な作用が観測された．
【結語】
超音波照射条件により生体組織での作用が異なることが確認された．今後はさらにこの現象の定量的な検討を重ね,より詳細なメカニズムの研究と,組織構造,特に血管等への作用の違い等についても研究を行う所存である．
【謝辞】
この研究は厚生労働省科学研究費により実施されている研究である．