研究課題
本研究は、強力で（10kW/cm2以上）短い（100us以下）集束超音波パルスの照射により超音波焦点付近にキャビテーションを起こして気泡群を生成し、その気泡群の高い超音波吸収を利用して、集束超音波を高い効率で熱に変換することにより、集束超音波治療の高速化ならびに高選択性化に寄与しようとするものである。これまでに、まず、生体を模擬した透明なゲル中において、初年度予算にて導入した高速度カメラを用いてキャビテーション気泡群の生成を動的に観察しながら、気泡群の超音波加熱を加速する効果を確認した。次に、キャビテーション気泡群により超音波加熱を加速する同様の効果が、生体摘出組織中においても生ずることを確認した。平成２４年度は、キャビテーション気泡群を生成する強力な超音波パルスの波形を制御することにより、キャビテーション気泡群の生成そのものを高効率化する研究を行なった。すなわち、基本波に第２高調波を重畳して正負非対称な音圧波形を生成し、負圧ピーク強調波を照射してキャビテーション気泡の初期生成を効率的に行い、それにより生成された気泡群としては小規模なキャビテーション気泡に対し、続いて正圧ピーク強調波を照射して大規模なキャビテーション気泡群へと生成させるシーケンスの研究である。再び生体を模擬した透明なゲル中において高速度カメラを用いて観察した結果を反映しながら、上記のシーケンスを最適化することにより、その有効性を確認することができた。キャビテーション気泡群は、超音波加熱の加速だけでなく、その機械的作用による病的組織の破壊に用いることができ、また、キャビテーション庄壊時に起こり得る化学反応を利用した病的組織の音響化学的治療にも用いることができる。従って、本研究で効果を確認できたその生成と成長を高効率化する方法は、超音波治療に広く応用できる可能性をもつと考えられる。
24年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2012 その他
すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)
Japanese Journal of Applied Physics
巻: 51 ページ: 07GF27-1～6
DOI: 10.1143/JJAP.51.07GF27
巻: 51 ページ: 07GF25-1～4
DOI: 10.1143/JJAP.51.07GF25
巻: 51 ページ: 07GF23-1～2
DOI: 10.1143/JJAP.51.07GF23
DOI: 10.1143/JJAP.51.07GF24
巻: 51 ページ: 07GF24-1～6
巻: 51 ページ: 07GF26-1～6
DOI: 10.1143/JJAP.51.07GF26
ULTRASOUND SAFETY WITH MIDFREQUENCY TRANSCRANIAL SONOTHROMBOLYSIS: PRELIMINARY STUDY ON NORMAL MACACA MONKEY BRAIN
巻: 38 ページ: 1040～1050
Ultrasound Obstet Gynecol
巻: 40 ページ: 476～478
DOI: 10.1002/uog.11114
http://www.ecei.tohoku.ac.jp/ume/results/research_index.html
