江田 廉, 折笠 拓夢, 中嶋 俊貴, 山越 芳樹

Ren KODA, Takumu ORIGASA, Toshitaka NAKAJIMA, Yoshiki YAMAKOSHI

群馬大学大学院理工学府

Grad school of Science and Technology, Gunma Univ.

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）のメカニズム解明だけでなく，気泡種類の特性化および高効率化に向けた気泡製剤の開発に繋がる重要な技術である．我々はこれまでに気泡キャビテーションの新たな観測手法として，受信RFデータから波動逆伝搬（ホログラフィック像再生）を用いることでキャビテーション信号の時間発展および空間的拡がりを可視化する方法を提案した［1］．本稿では超音波の照射時条件と気泡特性の各パラメータがホログラフィック観測結果に及ぼす影響を検討したので報告する．
【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）を用い受信信号の取得タイミングに同期させて周波数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による高調波信号や気泡破壊によるブロードバンド信号を生じるので，これらを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の時間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（造影バブル）および工業用の中空マイクロカプセル（工業用バブル）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た．そして強力超音波と直交する方向に配置した映像用超音波プローブによってRF信号を記録した．図は強力超音波の音圧0.3MPa（低音圧条件）および1MPa（高音圧条件）の照射時に再生した各気泡からのキャビテーション信号の瞬時周波数像を再生した結果である．図より造影バブルは音圧依存性を示し，低音圧時には非線形振動による複数種類の高次高調波によりビート信号を発生すること，高音圧時には破壊信号による複数の周波数成分が観測されることを示した．また，工業用バブルは造影バブルの非線形振動と異なり，受信帯域内では単一の高調波成分が主になることを示した．
【結論】
超音波条件や特性の異なる気泡に対して波動逆伝搬に基づくホログラフィック像再生による気泡キャビテーション観察法を適用した．結果から各パラメータによる像再生の違いが示され，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90回学術集会90-基-035（2017）