Online Journal
電子ジャーナル
IF値: 1.878(2021年)→1.8(2022年)

英文誌(2004-)

Journal of Medical Ultrasonics

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2014 - Vol.41

Vol.41 No.Supplement

一般口演 基礎
治療応用

(S489)

超音波と気泡化液滴を用いた腫瘍治療法の開発

Development of tumor therapy with vaporization nano dloplet and ultrasound

井本 遥1, 東 隆1, 南畑 孝介1, 山口 哲志1, 前澤 峰雪2, 葭仲 潔3, 長棟 輝行1, 佐久間 一郎1, 高木 周1, 松本 洋一郎1

Haruka IMOTO1, Takashi AZUMA1, Kousuke MINAMIHATA1, Satoshi YAMAGUCHI1, Miyuki MAEZAWA2, Kiyoshi YOSHINAKA3, Teruyuki NAGAMUNE1, Ichiro SAKUMA1, Syu TAKAGI1, Yoichiro MATSUMOTO1

1東京大学工学系研究科, 2オリンパス株式会社医療部門, 3産業総合研究所ヒューマンライフテクノロジー研究部門

1Department of Mechanical Engineering, The University of Tokyo, 2clinical category, Olympus Corporation, 3Human life technology research division, The National Institute of Advanced Industrial Science and Technology

キーワード :

【目的】
液滴状態であれば血管壁を透過でき,また気泡化した際には超音波により分布の可視化が可能な造影剤や増感剤として相変化ナノ液滴(PCND: Phase Change Nano Droplet)が注目されている.本研究はPCNDを用いたがん細胞の選択的破壊を目指す.超音波照射下におけるPCNDの物理的挙動の光学的計測系及び,HIFU(High Intensity Focused Ultrasound)治療における加熱増強効果を検証するために,相変化後における気泡の温度増強効果を計測する実験系を構築し,物理的挙動の計測を行った.
【方法】
光学的に超音波照射下の挙動を観測するために,光学顕微鏡のステージ上でポリアクリルアミドゲルに包埋されたPCNDに対して気泡化パルスを照射する実験系を構築し,気泡化時の挙動を光学カメラ(IDT社,Motion Pro X3)により撮影した.
また気泡化したPCNDの温度増強効果を計測するため,以下の実験を行った.中心周波数2.33MHzの超音波トランスデューサを37℃湯浴中に設置し,その焦点部位にPCNDを内包するポリアクリルアミゲルを設置し,超音波パルスを照射した.温度増強効果を計測するために焦点部位に熱電対を設置し,超音波照射間の温度変化を計測した.超音波はBurst波を2msごとに10秒間,サイクル数と音圧を変えて計15条件で照射した.
【結果】
熱電対によって得られた上昇温度のグラフをFig.1に示す.縦軸は定常状態から超音波照射間の最大温度までの上昇温度を,横軸はトランスデューサからの照射音圧を示す.100,500,1000サイクルいずれもPCNDの気泡化閾値を超える超音波を照射するとPCNDの温度増強効果が確認できる.しかし,更に音圧が強くなると,PCNDによる温度上昇効果が小さくなる事が確認された.
光学カメラにおいて超音波照射後約0.2s後気泡が生成され約1s後に気泡数が安定する様子が観測された.照射している超音波の時間間隔から考えると非常に長いスケールで気泡生成が確認されているのでこれは凝集,成長して光学顕微鏡により検出可能なサイズを超えたバブルのみを観測している可能性がある.
【結論】
超音波照射下におけるPCNDの物理的挙動を光学的に計測する実験系を構築し,その様子を撮影した.また温度変化を計測する実験系を構築し,相変化ナノ液滴のHIFU治療における加熱増強効果を計測した.