安川 和宏¹, 宮本 信昭¹, 谷口 雅彦¹, 吉田 知司², 田仲 浩平², 佐藤 一石², 近藤 敏郎²

Kazuhiro YASUKAWA¹, Nobuaki MIYAMOTO¹, Masahiko TANIGUCHI¹, Tomoji YOSHIDA², Kouhei TANAKA², Kazuishi SATOU², Toshio KONDO²

¹タキロン株式会社メディカル研究所, ²徳島文理大学理工学部

¹Medical Institute, Takiron Co., Ltd., ²Faculty of Science and Engineering, Tokushima Bunri University

キーワード :

【背景と目的】
超音波診診断装置の性能を評価するためにファントムが使用されている［1］．この方法は，短時間に的確な評価が得られる特長を有している．従来のファントムでは擬似生体物質に寒天など天然素材を用いているため，腐敗などによりその物性が変化する欠陥を有していた．従来の天然素材に代わり物性の経時変化がない新しい材料を作成して，上記の欠点を除去したファントムを開発することにした．
【方法】
工業材料は，その製造工程が管理されているため均一な物性が期待できる．このような材料で経時変化のない工業材料によりファントムを作成することにした．超音波診断装置の性能を的確に評価するためのファントムにおいては，それを構成する生体擬似物質および擬似血液の音波物性はIEC規格で厳格に規定されている［2］．材料が安定して経時変化がなく且つ物性規格値を満たすため数種類の素材を混合して生体擬似物質と擬似血液を作成することにした．生体擬似物質の基材として筆者らが研究してきたSegmented Polyurethane Gel （SPUG）を適用することにした［3］．この材料は，分子構造からも液体のbleedingがないので物性の経時変化が起こらない．このゲルにPoly（methyl methacrylate） （PMMA）粉体とポリスチレン粉体を分散させて規定の音波物性を有するようにした．従来の擬似血液は，血球を模擬するための液中に分散させた粉体が均一に分散しくいことや長時間放置で沈澱することがあった．このような課題を解決するため擬似血液の密度の規格値と等しい密度のポリスチレン粉体を分散材として用いて，これを分散させる溶液の密度もポリスチレン粉体の密度と同じにすることで粉体が均一に分散すると共に粉体の沈澱あるいは浮遊が発生しないようにした．擬似血液の溶液として水溶性シリコーンオイルとグリセリンからなる水溶液を提案した．この溶液を構成する3種類の液体とポリスチレン粉体の混合比およびポリスチレン粉体の粒径を最適化することにより，擬似血液の物性値（密度，音速，減衰定数の周波数特性，粘度など）を規格値に適合させた．
【結果】
生体擬似物質と擬似血液の物性値はIEC規格に適合した数値に合致させることができた．生体擬似物質の素材にするSPUGの密度と音速は，6月間室温での放置後においても変化しなかった．生体擬似物質を22℃（12時間）40℃（12時間）のヒートサイクルを5回22℃（12時間）-5℃（12時間）ヒートサイクルを1回の環境試験において密度の変化は-1.1％以内であった．
【結論】
新しい材料により物性の経時変化のないファントムを作成することができた．
【参考文献】
［1］P. R. Hoskins: Testing of Ultrasound Equipment ed. P. R. Hoskins （The Institute of Physical Science in Medicine , York, 1994）
［2］IEC: IEC61685. Ultrasonics-Flow measurement systems Flow test object （International Electrotechnical Commission, Geneva, 2001）
［3］Y. Shikinami, S. Morita, K. Tstuta, and M. Taniguchi: Kobunshi Ronbunshu 49 （1992） 19 （In Japanese）