劉 磊¹, 船本 健一², 田邉 将之³, 早瀬 敏幸²

Lei LIU¹, Kenichi FUNAMOTO², Masayuki TANABE³, Toshiyuki HAYASE²

¹GEヘルスケア・ジャパン株式会社超音波製品開発部, ²東北大学流体科学研究所, ³熊本大学大学院自然科学研究科

¹Ultrasound Engineering, GE Healthcare Japan Corporation, ²Institute of Fluid Science, Tohoku University, ³Graduate School of Science and Technology, Kumamoto University

キーワード :

【研究目的】
微細石灰化が超音波照射に対して特異的なエンハンスメントを示す”Twinkling sign（TS）”現象が報告されている［1］．TSの臨床応用が期待されるが，その発生メカニズムは十分に理解されていない．当研究グループはTSの発生が超音波照射による微粒子の振動と関係を有することを実験により示したが［2］，超音波照射と微粒子振動の関係の詳細の解明には至っていなかった．本研究では光学顕微鏡と高速度カメラを備えた実験系を用い，TS発生メカニズムについてさらに詳しく調べた．
【研究内容】
生体模擬ファントム材料に濃度8％wtのポリビニルアルコール（PVA）ゲルを用い，微細石灰化代替物として，粒径1084μmのガラス粒子（株式会社テックジャム）をファントム内に留置した．超音波装置にはLOGIQ S8とML6-15-Dプローブ（GE Healthcare）を使用し，Color Flow（CF）モード（Fc 5.0MHz, PRF 0.3kHz, Packet size 12）にてTSを確認した．同時に，光学顕微鏡（IX70-S8F2 OLYMPUS, 20倍対物レンズ）と高速度カメラ（FASTCAM-1024PCI, PHOTRON LIMITED, 10000 fps）を用いてファントム内の微粒子を観察した．
【結果・考察】
顕微鏡画像に設けたガラス粒子辺縁を含む関心領域内（縦横20×20 pixel）の輝度の時間的変化を解析した．図1に示す通り，超音波照射に伴うガラス粒子の振動および変位が観察された．また，図1のデータに対してFFT解析を行った結果，ガラス粒子の振動は超音波照射による強制振動成分と強制振動のハーモニック成分を有することが明らかとなった．本実験結果は，超音波照射による粒子の微小振動がTS発生の原因である仮説を支持した．今後は，実験的研究と数値シミュレーション解析を並行して行い，TS発生に最適化した送受信アルゴリズムの開発を行う．
【謝辞】
本研究は東北大学流体科学研究所の一般公募共同研究により遂行された．
【参考文献】
［1］Luca B. et al., Journal of Ultrasound in Medicine, 2008，Volume 27: 1187-1194.
［2］Liu. L. et al., Journal of Medical Ultrasonics, 2013，197-203.