赤井 一揮¹, 高橋 敦¹, 新田 尚隆², 石黒 保直³, 谷口 信行⁴, 秋山 いわき¹

Kazuki AKAI¹, Atsushi TAKAHASHI¹, Naotaka NITTA², Yasunao ISHIGURO³, Nobuyuki TANIGUCHI⁴, Iwaki AKIYAMA¹

¹同志社大学同志社大超音波医科学研究センター, ²産業技術総合研究所ヒューマンライフテクノロジー研究部門, ³自治医科大学消化器・一般外科, ⁴自治医科大学臨床検査医学

¹Medical Ultrasonics Research Center, Doshisha University, ²Human Technology Research Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, ³Department of Surgey, Jichi Medical University, ⁴Department of Clinical Laboratory Medicine, Jichi Medical University

キーワード :

【目的】
近年，Acoustic radiation force impulse（ARFI）イメージングなどの音響放射力を利用する超音波技術が利用されている．これは音響放射力によって軟部組織を微小変化させ，その歪から生じるせん断波の速度を測定し，組織の硬さを評価する技術である．このような技術に用いられる超音波は従来の超音波診断装置より持続時間が長く，強度が大きい超音波パルスが使用される．そのため，日本国内における超音波診断装置の安全性の基準（Ispta.3≤720 mW/cm²かつMI≤1.9）の規制範囲内であっても生体への影響が懸念される．このことから，ARFIなどの技術に用いられる超音波パルスによる生体への影響を評価し，超音波の安全性について検討している．治療用高強度集束超音波照射領域中に超音波造影剤のマイクロバブルが存在する場合，キャビテーションの発生及び温度上昇が強調されると報告されている^［1］．しかし，ARFI等の診断用の超音波強度レベルでどの程度温度上昇が強調されるかは未だ明らかではない．そこで本報告では，造影剤としてソソナゾイド^®を固定したファントムを作成し，温度上昇に与える影響を調べた．
【方法】
集束型超音波振動子（共振周波数2.5 MHz，Fナンバー2）に温度上昇を測定するための熱電対挿入用貫通孔φ=2.5 mmを設けた．その孔に太さ20 Gの注射針を装着して，その内部に熱電対を通すことで，焦点位置に熱電対測温接点を容易に配置できる構造となっている．実験条件として，音響出力の規制範囲内での温度上昇を測定するためIspta.3 = 715 mW/cm²，MI = 1.8となる条件で実験を行った．発振器（Tektronix，AGF3021B）からの信号を定格利得55 dBのパワーアンプ（E&I，1040L）で増幅した．バーストサイクル数及びPRTをそれぞれ（10600，2 s），（26500，5 s），（53000，10 s）の3つの条件に設定して200 s間超音波照射を行った．ファントムはソナゾイド^®を含まないものとソナゾイド^®濃度（60μL/kg）の2種を用いた．ファントムには側面から水平方向に直径3 mmの貫通孔を開けてシリコンチューブ（外径3 mm，内径1 mm）を通した．その中に溶液を平均流速17 cm/sで流すことで，血流を模擬している．溶液にはソナゾイド^®濃度（120μL/L，240μL/L）の2種類の条件のイオン交換水を用いた．シース熱電対φ=0.15 mm（CHINO）を注射針に通して測定対象内に挿入し，超音波焦点と熱電対測温接点との位置合わせを行い，基準接点補償器（CHINO）に接続した．熱電対の信号をプリアンプ（エヌエフ回路設計ブロック，BX-31A）で増幅した後，データロガー（HIOKI，MR8870）によってサンプリング（1 kS/s）した．
【結果と検討】
ピーク温度上昇は，バーストサイクルとほぼ比例関係を示したが，流路内のソナゾイド^®濃度の違いによる温度上昇には大きな差が見られなかった．さらにファントム内にソナゾイド^®が存在する場合と存在しない場合の温度上昇の値には顕著な差が見られず，概ね同一の上昇値が測定された．
【結論】
ソナゾイド^®を固定したファントム実験により，超音波照射による温度上昇を測定した．その結果，Ispta.3 = 715 mW/cm²，MI = 1.8となる条件下でソナゾイド^®の有無により顕著な差は観察されなかった．
【参考文献】
1）Dalecki D, Raeman CH, Child SZ, et al. The influence of contrast agents on hemorrhage produced by lithotripter fields. Ultrasound in Medicine & Biology 1997;23:1435-9.