Online Journal
電子ジャーナル
IF値: 0.966(2018年)→0.898(2019年)

英文誌(2004-)

Journal of Medical Ultrasonics

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2016 - Vol.43

Vol.43 No.Supplement

一般口演
工学基礎 超音波治療

(S561)

超音波ガイド下HIFU治療における加熱凝固モニタリング手法の開発

Development of thermal coagulation monitoring system for Ultrasound guided HIFU treatment

吉村 駿1, 東 隆1, 竹内 秀樹1, 藤原 圭祐3, 射谷 和徳3, 葭仲 潔2, 高木 周1

Shun YOSHIMURA1, Takashi AZUMA1, Hideki TAKEUCHI1, Keisuke FUJIWARA3, Kazunori ITANI3, Kiyoshi YOSHINAKA2, Shu TAKAGI1

1東京大学工学系研究科機械工学専攻, 2産業技術総合研究所治療支援技術グループ, 3日立アロカメディカル株式会社第二メディカルシステム技術本部

1Department of Mechanical Engineering, The University of Tokyo, 2Surgical Assist Technology Group, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 3The Second Medical System Technology Headquarters, Hitachi Aloka Medical, Ltd.

キーワード :

【目的】
悪性腫瘍への低侵襲的な治療方法にHIFU治療がある.高強度の集束超音波によって不可逆性の熱変性を与えて腫瘍部位を加熱凝固,壊死させる手法である.臨床適用を目指して研究が進んでいるHIFU治療では,腫瘍領域内に未治療の領域を作らないことが重要であり,そのためには生体内の凝固領域を正確にモニタリングする必要がある.現在,MRガイドのモニタリング法が確立されているが,低侵襲治療の普及のためにはより低コストな治療法の実現が求められている.そこで本研究では診断用超音波を用いて加熱凝固領域を正確にモニタリングするシステムの開発を目的とする.
【方法】
凝固領域の計測には,局所振動画像診断法(LMI)を用いる.LMIではHIFU照射ビームに振幅変調を加えることによって周期的に変化する音響放射圧を発生させ,生体組織内のビーム焦点付近に数10ミクロンオーダーの微小な振動を励起する.このとき焦点付近の振動によって生体組織内でずり弾性波が伝播する.ずり弾性波の伝播速度は組織の横弾性係数の平方根に比例するため,凝固に伴って約3〜4倍に増加する.生体内のずり弾性波の伝播の様子をパルスエコー法によって計測し,このずり弾性波の伝播速度が切り替わるエッジを検出することによって凝固領域の検出が可能である.一方でこの音響放射圧によって励起されるずり弾性波の伝播に関して,特に超音波照射方向への伝搬メカニズムは未だ明確ではない.今回,ずり弾性波の伝播の様子を,Pzflexによるシミュレーション及びファントムへのHIFU照射実験によって取得し,ずり波の伝播メカニズム,及び2次元凝固領域の検出が可能であるか考察する.
【結果】
Pzflexを用いたシミュレーションによると,超音波照射方向に対して横に伝わる波と縦に伝わる波では伝播速度が大きく異なることがわかった.先行研究*で行われた豚肝臓へのHIFU照射実験においても伝播速度が伝播方向によって約2倍程度に変化することが示されている.今後ずり弾性波の伝播の様子を取得し,リアルタイムで凝固変化していく際の伝播速度の変化を観察し,凝固領域の推定及び,伝播方向によって速度が変化するメカニズムの考察を行い,学会にて報告する予定である.
【参考文献】
荒井修他,音響放射力を用いた焦点イメージング:強力集束超音波の熱凝固領域を予測する新たな方法,Jpn J Med Ultrasonics Vol. 40 No. 5(2013)