藤原 圭祐¹, 竹内 秀樹¹, 射谷 和徳¹, 阿部 信隆², 葭仲 潔³, 東 隆⁴, 佐々木 明⁴, 高木 周⁴, 佐久間 一郎⁴, 松本 洋一郎⁴

Keisuke FUJIWARA¹, Hideki TAKEUCHI¹, Kazunori ITANI¹, Nobutaka ABE², Kiyoshi YOSHINAKA³, Takashi AZUMA⁴, Akira SASAKI⁴, Shu TAKAGI⁴, Ichiro SAKUMA⁴, Yoichiro MATSUMOTO⁴

¹日立アロカメディカル株式会社技術開発部, ²株式会社日立メディコ応用機器開発室, ³産業技術総合研究所ヒューマンテクノロジー研究部門, ⁴東京大学大学院工学系研究科

¹Engineering R&D Dept., Hitachi Aloka Medical, Ltd., ²Application Development Office, Hitachi Medical Corporation, ³Human Technology Research Institute, National Institute ofAdvanced Industrial Science and Technology, ⁴School of Engineering, The University of Tokyo

キーワード :

【背景】
近年，診断モダリティの進歩や乳がん検診の普及により，早期乳癌の発見率が向上している．早期乳癌では，患者のQOL・整容性の観点から，乳房温存療法などのより低侵襲な治療が望まれている．
【目的】
超音波診断技術と強力集束超音波技術（HIFU）を融合し，正確で安全な超低侵襲な早期乳癌の治療システムの開発を進めている［1］．正確で安全な治療を実現するためには，①画像診断情報をベースとした治療計画，②高精度なHIFU焦点位置制御技術，③リアルタイム治療監視技術，の3つの要素技術が重要と考える．②の技術として，超音波診断技術をベースにHIFU送信ビームをリアルタイムで表示するHIFU Beam Imaging（HBI）を開発した［2］．本研究では，in vitro下でそのHBIの描出性能を評価したので，報告する．
【方法（HBI技術）】
治療用HIFU振動子よりパルス波を送信し，これに同期してイメージング用プローブでHIFU送信からの散乱エコーを受信し画像化する．この画像は，HIFUビームの空間強度と対象組織の散乱分布のコンボリューションとなり，散乱分布がほぼ均一な組織では，ビームの形状を表す．従来の幾何学的な焦点の推定に比べ，対象組織の音速等の違いを考慮した正確なHIFU焦点を画像化できる．
【実験】
実験では，HIFU用振動子として中空型凹面振動子（56素子，中心周波数2MHz，焦点距離100mm，直径100mm），HIFU送信制御装置，イメージング用リニアアレイプローブ（128素子，中心周波6.5MHz），超音波診断装置 Prosound F75，4軸水中ロボットアームを使用した．評価用ファントムとして，脱気した鶏胸肉を封入した寒天とグラファイトで構成した半球型のファントムを作成した．HIFU振動子の幾何焦点は，ロボットアームで鶏胸肉内に来るよう調整した．HBI画像化実験では，HIFU振動子より送信周波数2MHz，バースト波数2波を送信し，イメージング用リニアアレイプローブでファントムからのエコーを受信した．
【結果】
ファントム内に封入した鶏胸肉内で，HIFUの送信フォーカス点および送信ビームパスを超音波画像上に明瞭に描出できた．次に，HBI画像取得と，加熱焼灼用連続波（送信周波数2MHz）送波を交互に行なうHIFU照射シーケンスを作成し，鶏胸肉が熱変性を生じる中でHIFU送信ビームの描出能を評価した．HIFU照射によって鶏胸肉が徐々に熱変性し，それに伴いHIFUの送信ビームの描出が徐々に不明瞭となった．これは，連続波送波に伴い照射位置周辺の温度が上がり音速が変化したこと，熱変性に伴い組織の散乱分布が変化したこと，等が考えられる．尚，HBIモードのHIFU送信振幅は，加熱凝固モードの連続波と同じであるが，バースト波数が非常に短いため，組織での熱の発生はない．
【結語】
HBI技術がHIFU照射位置検出技術として有用であることが示唆された．今後，in vivo下でHBIによってHIFU照射位置を描出可能か検討する予定である．
【謝辞】
本研究の一部は，システム疾患生命科学による先端医療技術開発拠点（TSMBI）の支援を受けて行われた．
【参考文献】
［1］佐々木　明，“HIFU治療の課題とその取組みについて” 2012日超医学術集会
［2］K. Fujiwara, et al.; “Real Time HIFU Beam Imaging”, Proc. of Symposium on Ultrasonic Electronics, Vol. 32 （2011） pp. 583-584