小野木 真哉, 菅野 悠樹, ファン トゥアンフン, 望月 剛, 桝田 晃司

Shinya ONOGI, Yuki SUGANO, Tuan hung PHAN, Takashi MOCHIZUKI, Kohji MASUDA

東京農工大学大学院生物システム応用科学府

Department of Bio-Applications and Systems Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology

キーワード :

【背景】
我々は次世代の超音波治療として，微小気泡を超音波で目的部位に誘導する微小気泡伝送について取り組んできた［1,2］．これは，気泡に薬物を付与することで，目的部位に効果的に薬物を導入する薬物伝送や，局所的にHIFUの効率を高めるなどの効果が期待され，これらの治療法を実現するための基礎技術となる．また，これらをin vivoに適用するために，血管ボリュームと音源の位置関係をリアルタイムに呈示するナビゲーションシステムについても研究・開発を行なってきた．しかし，画像に基づいた超音波キャリブレーションを実施しておらず，また2Dプローブをトラッキングすることによるボリューム再構成を行なっていたため誤差が大きかった．そこで，本研究では，電子スキャン型3Dプローブを用いた血管網解析とそのナビゲーションシステムによる呈示を行ったので報告する．
【方法・結果】
実験には超音波診断装置（iU22, Philips），電子スキャン型超音波プローブ（X6-1, Philips），光学式位置計測装置（Polaris, NDI Inc.），模擬超音波音源，ナビゲーションソフトウェア用ワークステーション（Windows 7）を用いた．プローブに光学マーカーを取り付け，金属球を用いた超音波キャリブレーション手法により，断層像と光学マーカーの位置関係をキャリブレーションした．また，超音波音源にも光学マーカーを取り付け焦点位置及び音軸をキャリブレーションした．次に，内径2.0-0.5 mmのPVA製多分岐人工血管においてパワードプラー画像を取得した．ドプラー画像を，細線化処理やエラー訂正処理を適用することで，血管網情報を生成した（図1）．なお，血管網情報は分岐部の三次元位置と，分岐部間の接続情報で構成される．最後に，血管網情報と超音波音源の焦点位置をナビゲーションシステムにより可視化呈示を行った．
【結論】
本研究では3D超音波画像による血管網情報の取得・解析を行った．また，取得した三次元血管網情報を用いた音源位置のナビゲーションシステムを構築した．今後は，複数方向から取得されたドプラー画像による血管網情報の補完や経路選択などについて検討していく予定である．なお，本研究は日本学術振興会の最先端・次世代研究開発支援プログラムによる．
［1］渡會展之ら，超音波医学，vol. 38（4）, pp. 433-45, 2011.
［2］K. Masuda, et al, Japanese Journal of Applied Physics, vol. 50, 07HF11, 2011.