折笠 拓夢, 江田 廉, 山越 芳樹

Takumu ORIGASA, Ren KODA, 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】
強力超音波照射時の気泡の破壊に至る過程を高空間分解能かつ高時間分解能で計測することは気泡の特性化だけでなくソノポレーションを用いたドラッグデリバリシステム（DDS）のメカニズム解明，ひいてはDDSの薬液導入高効率化に繋がる重要な技術である．我々はパワードプラ画像を使いS画像，T画像と呼ぶ画像を用いて気泡キャビテーションを観察する方法を提案した［1］．本稿では気泡キャビテーション信号の受信RFデータから波動逆伝搬（ホログラフィック像再生）を用いることで気泡キャビテーション信号のサブマイクロ秒での時間分解能観察ができる新たな方法を提案する．
【方法・結果】
RF信号を採取するためにRSYS0003（マイクロソニック：7.5MHzリニアプローブ）を用い送波パルスに遅延同期させて周波数2.5MHzの強力超音波を気泡に送波する．強力超音波により気泡は非線形振動し破壊に至るが，この時，周波数7.5MHz付近の信号を生じるので，これをRF信号として記録する．記録RF信号から波動の逆伝搬を用いて信号源の空間的特定を行うとともにサブマイクロ秒分解能で気泡キャビテーション信号の時間発展を再生する．実験では気泡としてソナゾイドを用い，これをカンテンファントム中の気泡導入孔（直径2mm）に入れ，ここに焦点を結ぶように強力超音波を照射し，強力超音波と直交する方向から計測用超音波を照射した．図は強力超音波の音圧1MPa（バースト長10マイクロ秒）の時に再生した気泡キャビテーション信号のパワー画像である．横軸は時間を縦軸は計測用超音波と直交する座標（x軸）である．この系の空間分解能は0.4mm（点物体に対する半値幅）であった．図より0.5～1マイクロ秒程度で気泡キャビテーション信号が増減していること，気泡キャビテーション信号を発生する複数のフィラメントがあり空間的に移動しながら信号を発生していること，複数のフィラメントが同方向に動くなど相互作用があるなど，従来分らなかった現象が記録されている．
【結論】
波動逆伝搬に基づくホログラフィック像再生により空間分解能と高時間分解能を両立させた気泡キャビテーションの新たな観察法を提案した．結果から気泡キャビテーションの解明に有効であることが示唆された．
［1］折笠ら，日超医第89回学術集会89-基-014（2016）