菅俣 浩明¹, 佐藤 貴亮¹, 椎葉 倫久¹, 竹内 真一²

Hiroaki SUGAMATA¹, Takaaki SATOU¹, Michihisa SHIIBA¹, Shinichi TAKEUCHI²

¹桐蔭横浜大学工学研究科医用工学専攻, ²桐蔭横浜大学医用工学部臨床工学科

¹Graduate School of Engineering, Toin University of Yokohama, ²Faculty of Biomedical Engineering, Toin University of Yokohama

キーワード :

【1．背景】
我々は，超音波が非侵襲的で体内透過性に優れ，超音波エネルギーを集中させることで治療手段にもなることから，超音波を用いた癌治療法に着目してきた．我々の研究では，作製した周波数150 kHzの定在波型超音波照射システムを使用して，癌細胞を播種した細胞培養容器へ超音波を照射している．その際に重要なのが，超音波音場内における細胞培養容器設置位置である．本実験では，超音波音場内の音圧が最も強く，−3 dBのビーム面積内に細胞培養容器を固定するために，水中音響強度測定システム（AIMS, NTR systems）を使用して本研究で用いる超音波照射システムの水槽内の音場測定を行った．また，超音波音場内にφ35シャーレを設置して，シャーレ内の音場を測定した．
【2．実験方法】
本実験では，AIMSを使用して周波数150 kHz定在波型超音波照射システムの水槽内の音場を測定した．我々が使用している照射システムの音源には，水槽底部に装着されたステンレス振動板を用いており，その中央に装着したランジュバン振動子を振動させて，水槽中に定在波を発生させる．本測定では，ステンレス振動板から高さ45 mmの平面における水槽内の70×70 mm²の範囲において1 mmステップでハイドロホンを走査し，音場の測定を行った．また，φ35シャーレの底面が高さ45 mmになるように設置し，シャーレ内の15×15 mm²の範囲において0.5 mmステップでハイドロホンを走査し，音場の測定を行った．
【3．実験結果】
測定結果であるステンレス振動板から高さ45 mmの平面内における音場分布とφ35シャーレ底面が高さ45 mmになるように設置した時のシャーレ内の音場分布をFig. 1に示す．高さ45 mmの音場分布における−3 dBビーム幅はX方向が7 mm，Y方向が11 mm，−3 dBビーム面積は約77 mm²であった．超音波音場内にφ35シャーレを設置した時のシャーレ内の音場は，通常の音場と比較すると約1/3程に弱くなっていることが確認できた．しかし，−3 dBビーム幅はX方向が11.5 mm, Y方向が8 mm，−3 dBビーム面積は約92 mm²と広くなっていた．