中嶋 俊貴, 永井 隼人, 泉 遥介, 折笠 拓夢, 山越 芳樹

Toshitaka NAKAJIMA, Hayato NAGAI, Yosuke IZUMI, Takumu ORIGASA, Yoshiki YAMAKOSHI

群馬大学大学院理工学府

Graduate School of Science and Technology, Gunma University

キーワード :

【目的】
極微量な微小気泡の検出は，抗原抗体反応により細胞に特異的に付着した気泡の検出，細胞内に取り込まれた微量気泡の検出など，機能性気泡の発展に伴って今後重要性が増す新規計測法になることが予想される．本稿では，汎用超音波装置のカラードプラ画像を検出法として用い，気泡キャビテーションを引き起こす強力超音波を遅延同期し照射する高感度かつ高時間分解能を有する極微量気泡のその場可視化法を提案する．
【方法】
図1に概念図を示す．映像超音波と周波数が異なるが気泡の共振周波数に近い周波数の強力超音波を遅延同期して照射すると，気泡位置に気泡運動由来のドプラ画像（S画像）が，遅延時間に応じた位置にキャビテーション由来のライン状の高時間分解能画像（T画像）が現れる^［1］．ここでT画像は以下の理由で計測時の背景雑音を低減できるために感度向上が期待できる．①映像超音波と強力超音波が角度をなして交差するので強力超音波の直達波が映像用プローブに直接入射しない．②2つの超音波の周波数が異なるために強力超音波の一部がプローブに到達しても気泡の非線形振動及びキャビテーションにより生じる広帯域，無指向性の二次超音波のみが検出される．③強力超音波により気泡が運動してもT画像を構築する超音波は気泡上に無いのでドプラフリーな検出が行える．更に提案法ではサブマイクロ秒の時間分解能を持つので気泡からの二次超音波放射の時間推移が同時観測できるという特徴もある．
【実験結果】
寒天ファントムに穿った直径3mmの孔に微小気泡（ソナゾイド^®）希釈液を0.5mL注入した．映像用超音波：7.5MHz，強力超音波：2.5MHz, 1.5MPa，照射時間30マイクロ秒としT画像を観察した．ソナゾイド^®を希釈率100×10³倍，100×10⁶倍とした時のT画像とその輝度（緑色）の時間推移を図2に示す．希釈率が高くなると輝度が低下するだけでなく2次超音波の時間推移の変化が見て取れる．
【結語】
ソナゾイド^®懸濁液に対して希釈率100×10⁶倍の希釈条件（生体内全血液に一様に希釈された場合に対し20×10³倍）の極微量な気泡に対して，提案法により気泡検出とキャビテーションの時間推移が検出できた．
【参考文献】
［1］折笠他，第89回日本超音波医学会学術集会（2016）