野村 吏輝, 泉 遥介, 永井 隼人, 山越 芳樹

Riki NOMURA, Yousuke IZUMI, Hayato NAGAI, Yoshiki YAMAKOSHI

群馬大学大学院理工学府理工学専攻

Grad. School of Science and Technology, Gunma University

キーワード :

【目的】
超音波支援のドラッグデリバリシステム（DDS）において，強力超音波の焦点位置をその場で確認することは重要と考えられる．また気泡破壊は，一般にBモード画像において気泡像の消滅として判別できるが，強力超音波照射時に微小気泡は気泡クラウドを形成することが高速度カメラでの観察で確認されており，この気泡クラウド形成や破壊に至る気泡のダイナミクスをその場で観察できれば薬液導入効率向上に寄与することが期待できる．本稿では汎用超音波装置のパワードプラ像を用いた強力超音波音場と気泡キャビテーションのその場可視化法を提案する．
【方法】
映像用超音波と同期して直交検波器の帯域内であるが周波数が映像用超音波とは異なる強力超音波を同時に照射する．この時，直交検波器の出力には強力超音波による偽りのドプラ信号が現れる．このドプラ信号の強度（パワードプラ信号）が，強力超音波の音圧やキャビテーション時の気泡運動に依存することを可視化に用いる．映像用超音波照射の2回に1回，強力超音波を照射すると（シーケンス1），気泡がない場合に音場の可視化が可能になる．一方，映像超音波照射時に毎回強力超音波を照射すると（シーケンス2），強力超音波によるドプラ信号は消滅し，キャビテーション時の気泡運動の可視化が可能になる．この時，強力超音波のバースト長を長くすると，パワードプラ画像には下方向にドプラ信号の時間変化が現れ，あたかもオシロスコープで波形を観察するような高時間分解能での観察ができる．
【実験結果】
ファントムとしてグラファイト粉末混入寒天を，微小気泡として超音波造影剤（ソナゾイド^®）を用いた．圧電フィルムをセンサーとした同期回路で映像用超音波（周波数3.5MHz）の送波タイミングを取得し，強力超音波（周波数2.5MHz, 2MPa, 100μs）をファントム側面から照射した．両超音波の交差点に注射針で造影剤を導入し，シーケンス2でキャビテーションの可視化を行った．実験結果を図に示す．図（a）は照射後0.2msec後の画像で，ソナゾイド^®の導入箇所付近（図中A）での微小気泡の運動によると推察されるドプラ信号が確認できる．図（b）は0.4msec経過した結果で，気泡運動が収まっていることが確認できる．
【結語】
提案法は超音波支援薬物送達システムにおける超音波音場，および気泡キャビテーションを可視化するためのツールになり得ることが期待される．