亀田 雅伸, 熊谷 勇汰, 青谷 悠平, 犬塚 裕哉, 和田 健司, 松山 哲也, 松中 敏行, 堀中 博道

Masanobu KAMEDA, Yuta KUMAGAI, Yuhei AOTANI, Yuya INUZUKA, Kenji WADA, Tetsuya MATSUYAMA, Toshiyuki MATSUNAKA, Hiromichi HORINAKA

¹大阪府立大学大学院工学研究科, ²TU技術研究所研究部

¹Dept. of Physics and Electronics, Osaka Prefecture University, ²Institute of TU, TU Resarch Laboratory

キーワード :

【目的】
血管プラークは動脈硬化病変の症状の一つである．内部の脂質コアと呼ばれる脂肪領域の大きさと分布がプラークの不安定性に関係すると考えられている．本研究では，超音波速度変化法（Ultrasonic Velocity-Change Method, 以下 UVC法と記す）を用いて不安定プラークの非侵襲な検出をめざす．UVC法は，媒質に温度変化を与えたときに生じる超音波の速度変化から媒質成分を同定する方法である．これまでは，超音波や光の照射により生体試料などに対して温度変化（加温）を与えてきた．今回は，より高い安全性が得られると考えられる媒質の温度変化法として，冷却による温度変化の付与について検討した．その場合，熱伝導によって温度変化を引き起こすため，血管内のプラークが効果的に冷却できるかについて検討を要する．そこで，頸動脈ファントムを用いて試料冷却時におけるUVC法の有用性について調べた．
【方法】
Fig. 1（a）に示すように，上面から15 mmの深さに直径10 mmの穴を開けた生体ファントムに，羊腸で包んだ牛脂を疑似不安定プラークとして穴の下部に挿入し，頸動脈ファントムを作製した．この試料を水槽内に設置し，上面に氷水入りのアイスパックを置き，15 分間試料を冷却した．その後，アイスパックを取り除き，同じ場所に超音波アレイトランスデューサ（7.5 MHz）を設置して，温度緩和（上昇）時の超音波エコー画像を1 分間隔で取得し，温度変化を反映した2枚の超音波エコー画像のエコー信号の相関を求めてUVC画像を構築した．
【結果】
Fig. 1（b, c）に実験結果を示す．Fig. 1（b）のBモード画像から疑似プラークの存在を確認することができ，その性状情報はFig. 1（c）のUVC画像から得られる．この場合，疑似プラーク内部が黒色（温度上昇に伴い超音波速度が遅くなる領域）で表示されたことから，疑似プラークは脂肪成分を多く含むと判定された．また，5 分間隔で取得した2枚の超音波エコー画像間の超音波速度変化の値，および脂肪中を伝搬する超音波の単位温度あたりの速度変化の値から，疑似プラーク部分において約+0.3 ℃の温度変化があると見積もられた．
【結論】
UVC法を頸動脈プラーク検出に適用するために，冷却による温度変化の有効性について検討した．頸動脈ファントム内の下部に疑似プラークを配置し，上部からアイスパックを用いて冷却した結果，UVC法で検出可能な程度に温度変化が生じ，疑似プラークの性状が同定できることを確認した．