JPS63192424A - 超音波診断用ボ−ラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、超音波診断における断層画像を鮮明にする為
に用いる診断用ボーラスに関する。

［従来技術とその欠点コ 最近、医療分野において超音波診断法は、体の表層から
深層への鮮明な局所断層画像が実時間で観察できるとい
う利点があり、しかも非侵襲的かつ簡便であり、Ｘ線一
〇Ｔなどに比べて放射線からの影響がないため今日広く
臨床に応用されている。その診断方法としては、被検者
の体表面にプローブを当て、エコーによって断層像をブ
ラウン管に投影してその患部の深さや大きさを診断した
り、あるいは、体外に取出した臓器の患部に直接プロー
ブを当てて、さらに詳細に診断したりしている。

ところが、本坊はプローブと生体との間に空気層が入る
と画像が不鮮明になるので、通常ゼリーにより間隙をう
めて使用している。それによって体表面が平坦な場合は
比較的鮮明な画像かえられるが、ヒトの体表面は曲面で
あることが多く、特に喉頭部や頚部あるいはそ頚部など
では、ゼリーを使用した程度ではプローブと体表面の間
にすき間ができて、空気の妨害により画像が乱れ十分な
観察ができないのが現状である。

これを解消するために脱気水などをボーラスとして使用
しているが、その作成、保持がきわめて不便である。

また寒天、カラギーナン、アルギン酸などの水性ゲルの
成形品が考えられるが、不純物や空気泡が入りやすく、
また不均質であるため画像が不鮮明となり、また機械的
強度′に乏しく一１押えると壊れたり曲げると割れたり
するので密着性が悪く不適当である。

密着性をよくするために、これらの水性ゲルを加熱溶解
して、型枠を用いて凹凸のある体表面に流し込むという
方法も考えられるが、対象物が生体であるため熱を加え
ることは不可能であり、ゲル化にも長時間を要するので
、この方法は適用できない。

またボーラスを介してプローブを当てて診断する時は、
正確な位置関係をきめる為に皮膚表面および皮膚表面に
付けたマークが見えなければならないので、ボーラスは
透明であることが好ましい。

しかし乍ら、前記の水性ゲルはいずれも不透明なゲルで
あり、この点でも不適当である。

さらに、超音波診断法の弱点として、とくに胸部肺野の
ように肋骨などの骨組織に囲まれている部位については
、骨組織のバックエコーにより強いアーティファクトが
生じ、画像に影が現れて患部を十分観察できないという
ことが知られている。（第２図） ［課題解決の手段］。

本発明者は、かかる問題点を解決するために、種々研究
を重ねた結果、アセトアセチル化した水溶性樹脂と、そ
の架橋剤を用いてえた水性ゲルは、均質で不純物や空気
泡が入らず、従って超音波のノイズの発生頻度が少なく
なり、柔軟でしかも強度があり、保形性にすぐれ、透明
であり、しかも室温できわめて速やかにゲル化するので
、凹凸のはげしい生体表面にも直接キャストすることが
でき、その上、超音波診断時骨組織によるアーティファ
クトが現れない診断用ボーラスとなることを見出し本発
明を完成した。

すなわち、本発明は、アセトアセチル化水溶性高分子化
合物とその架橋剤と水を用いてゲル化させた水性ゲルか
らなる超音波診断用ボーラスである。

そして、アセトアセチル化水溶性高分子化合物がポリビ
ニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロ
キシプロピルセルロース、メチルセルロース、カルボキ
シメチルセルロース、デンプンから選ばれた１または２
以上のアセトアセチル化物であり、その架橋剤がアミン
基を有する化合物、アルデヒド基を有する化合物、ヒド
ラジッド基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物
、メチロール基を有する化合物、チタン、ジルコニウム
、アルミニウムなどの金属アルコキシド、金属キレート
から選んだ１または２以上である前記水性ゲルからなる
超音波診断用ボーラスである。

［構成の説明］ 本発明で用いるアセトアセチル化水溶性高分子化合物と
しては、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセル
ロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロ
ース、カルボキシメチルセルロース、またはデンプンな
どの水溶性高分子化合物をアセトアセチル化したもので
ある。これらは単独または組合せて使用することができ
る。

水溶性高分子化合物をアセトアセチル化する方法として
は、ポリビニルアルコールを例にとって説明すると、ポ
リビニルアルコールを酢酸溶媒中に分散させておき、こ
れに下式で示されるジケテンを添加する方法や Ｏ−Ｃ■０ ポリビニルアルコールをジメチルホルムアルデヒドまた
はジオキサンなどの溶媒にあらかじめ溶解しておき、こ
れにジケテンを添加する方法や、ポリビニルアルコール
にジケテンガスまたは液状ジケテンを直接接触させる方
法がある。

アセトアセチル化水溶性高分子化合物のアセトアセチル
化度は１モル％〜１５モル％、好ましくは２モル％〜１
２モル％の範囲が適当である。

１モル％未満では架橋反応が進行しにくいため水性ゲル
かえられに＜＜、１５モル％を超えると、水溶性高分子
化合物の種類によっては水に溶けにくくなって好ましく
ない。

本発明で使用する架橋剤としては、アミン基を有する化
合物、アルデヒド基ををする化合物、ヒドラジッド基を
有する化合物、エポキシ基を存する化合物、メチロール
基を有する化合物および、チタン、ジルコニウム、アル
ミニウムなどの金属アルコキシド、金属キレートが挙げ
られる。これらは単独または組合せて使用される。

本発明で使用する架ｔｎ剤のアミン基を有する化合物と
しては、一般式： ％式％ Ｃｔｌｚ　ＣＨ２ＮＯ３、ＸおよびＹは整数）で表わさ
れ、分子量が１００〜１００，０００のポリエチレンイ
ミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン
などの鎖状脂肪族ポリアミン、メンセンジアミン、イソ
フオロンジアミンなどの環状脂肪族ポリアミンおよびこ
れらの誘導体または変性物、メタフェニレンジアミン、
ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族ポリアミンお
よびこれらの変性物、脂肪族ポリアミドアミンおよびＮ
−β（アミノエチル）γ　−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシランなど
のアミノシラン化合物が好適である。

本発明で使用するアルデヒド基を存する化合物としては
、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンア
ルデヒド、クロトンアルデヒド、ベンズアルデヒド、ホ
ルムアミドなどのモノアルデヒド類、グリオキザール、
マロンジアルデヒド、グルタルアルデヒド、テレフタル
アルデヒドなどのジアルデヒド類、ジアルデヒドデンプ
ン、アクロレイン共重合アクリル樹脂が適当である。こ
れらの中、ことにグリオキザール、グルタルアルデヒド
、ジアルデヒドデンプンが好適である。

本発明で使用するヒドラジッド基を有する化合物として
は、ジヒドラジッド化合物乃至ポリヒドラジッド化合物
が適しており、例えば、ジヒドラジッド化合物、ジヒド
ラジッド化合物のギ酸、シュウ酸などを機塩類、ジヒド
ラジッド化合物のメチル、エチル、プロピル、ブチル、
アリルなどの一置換体、１，１−ジメチル、１．１−ジ
エチル、４−ｎ−ブチル−メチルなどの非対称二置換体
並びに１．２−ジメチル、■、２−ジエチル、■、２−
ジイソプロピルなどの対称二置換体などが挙げられる。

ことに好適なヒドラジッド基含有化合物はカルボジヒド
ラジド、シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド
、コハク酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セ
パチン酸ジヒドラジド、ドデカンニ酸ジヒドラジド、イ
ソフタール酸ジヒドラジド、テレフタル酸ジヒドラジド
、グリコリック酸ジヒドラジド、ポリアクリル酸ヒドラ
ジドなどである。

本発明で使用するエポキシ基を有する化合物としては、
ジェポキシ化合物乃至ポリエポキシ化合物が適しており
、例えば、エチレングリコールグリシジルエーテル、ポ
リエチレングリコールグリシジルエーテル、プロピレン
グリコールグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコ
ールグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールグリ
シジルエーテル、グリセロールグリシジルエニテル、ト
リメチロールプロパングリシジルエーテル、ペンタエリ
スリトールグリシジルエーテル、ジグリセロールグリシ
ジルエーテル、ソルビトールグリシジルエーテル、ビス
フェノールＡ／エピクロルヒドリン型のエポキシ樹脂な
どである。

本発明で使用するメチロール基を有する化合物としては
、深索樹脂初期縮合物、メラミン樹脂初期縮合物が好適
である。

本発明で使用する金属のアルコキシドとしては、テトラ
エチルチタネート、テトラプロピルチタネート、テトラ
ブチルチタネート、テトラ２−エチルへキシルチタネー
ト、テトラエチルジルコネート、テトラプロピルジルコ
ネート、テトラブチルジルコネート、テトラ２−エチル
へキシルジルコネート、アルミニウムイソプロピレート
、モノ５ｅｅ−ブトキシアルミニウムジイソプロピレー
ト、アルミニウム５ｅｅ−ブチレートが好適である。

本発明で使用する金属キレートとしては、チタニウムラ
クテート、ジー１−プロポキシ・ビス（アセチルアセト
ン）チタネート、ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（トリエタノ
ールアミン）チタネート、テトラオクチレングリコール
チタネート、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート
、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレ
ート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）
が好適である。

分子内にアセトアセチル基を有する水溶性高分子化合物
と、アミン基含有化合物とは、推測ではあるが下式のご
とき反応機構により架橋構造を形成し、水を包含してゲ
ル化し、水性ゲルを生成する。

Ｃ１１ａ　　　　　　ＣＨａ　　　　ＣＨａ　　　　Ｃ
ｌｈ分子内にアセトアセチル基を有する水溶性高分子化
合物と、アルデヒド基含有化合物とは、推測ではあるが
下式のごとき反応機構により架橋構造を形成し、水を包
含してゲル化し、水性ゲルを生成する。

分子内にアセトアセチル基を有する水溶性高分子化合物
と、ヒドラジッド基含有化合物とは、推測ではあるが下
式のごとき反応機構により架橋構造を形成し、前記と同
様にして水性ゲルを生成する。

Ｃ１１３にＨｓ 分子内にアセトアセチル基を有する水溶性高分子化合物
と、エポキシ基含有化合物とは、推測ではあるが、下式
のごとき反応機構により架橋構造を形成し、前記と同様
にして水性ゲルを生成する。

Ｃ１１３００ＣＨ３ ↓ 分子内にアセチル基を有する水溶性高分子化合物と、メ
チロール基含有化合物とは、推測ではあるが、下式のご
とき反応機構により架橋構造を形成し、前記と同様にし
て水性ゲルを生成する。

Ｃｌ１２ＣＨ＝ ■ Ｃ１１３ＣＨ３ ↓ Ｃ１１ｉ　　　　　　　　　　　　　　　Ｃ）Ｉ３分子
内にアセトアセチル基を有する水溶性高分子化合物と、
金属のアルコキシドや金属キレートとは、推測ではある
が、下式のごとき架橋構造を形成し、前記と同様にして
水性ゲルを生成する。

以上の反応はいずれも加熱する必要は全くなく、室温で
速やかに進行して透明な水性ゲルを生成する。

本発明に用いる水性ゲルには、目的に応じて着色剤、紫
外線吸収剤、酸化防止剤、ｐＨ５１整剤、殺菌剤、香料
などを包含させることができる。

これらの反応は室温で、早い場合は２〜３秒で進行し水
性ゲルが生成する。勿論、アセトアセチル化高分子化合
物の種類やアセトアセチル化度、架橋剤の種類や使用割
合、両者の溶液濃度、ｐＨなどを調節することによりゲ
ル化時間を自由に調節することができる。

このほか、粉末状のアセトアセチル化高分子化合物と、
粉末状の架橋剤を混合しておき、必要な時に適量の水を
加えて撹拌溶解することにより、水性ゲルを製造するこ
とができる。またいずれか一方が水溶液の場合も、両者
を混合撹拌するだけで水性ゲルを製造することができる
。

本発明に用いる水性ゲルは、寒天やカラギーナンやアル
ギン酸のごとく、加熱溶解したのち冷却してゲル化させ
るという工程は必要とせず、常温で単に撹拌混合するだ
けで、無臭で、強靭で、弾性のある透明な水性ゲルかえ
られ、凍結融解しても、高温に保持してもあるいは、高
温、凍結を繰返しても離水が非常に少ないというすぐれ
た水性ゲルかえられる。

なお、えられろ水性ゲルの硬さは架橋剤の種類や使用割
合、両者の溶液濃度、ｐＨなどを調整することにより、
流動性のあるソフトなものから、強靭で弾性のあるハー
ドなものまで広範囲にコントロールすることができる。

本発明の超音波診断用ボーラスを製造するには、アセト
アセチル化ポリビニルアルコールを例にとって説明する
と、先ずアセトアセチル化ポリビニルアルコールの水溶
液を調製し、ついでグリオキザール又はその水溶液を添
加混合し、直ちに適宜な型枠に流し込めばゲル化しボー
ラスかえられる。

ゲル化温度、ゲル化時間、ゲルの強度などは、アセトア
セチル化水溶性高分子の種類とその水溶液の濃度、架橋
剤の種類と量およびその系の１）＋１を選択することに
より、広範囲に変えることができる。

本発明の超音波診断用ボーラスの形状は、通常、厚さ１
０ｍｍ　〜５０ｍｍ、直径５０＋ａｍ　〜２００ｍ５ａ
位の円板状、あるいはそれに準じた楕円板状、帯板状な
どであり、これは鋳造あるいは鋳造後切断して作ること
ができる。

また、凹凸のはげしい体表面については、その部位に型
枠を設け、まだゲル化していない水性ゲルを直接流し込
んで成形してボーラスとすることができる。

［効　果］ この手法を用いると、喉財部に跨がる例えば最大厚さ約
３０１１１１％最少厚さ約１ｈａのボーラスを直接キャ
ストでき、甲状腺の両葉をボーラス正面にプローブを当
てるだけで１度に鮮明に描出することができる。従来の
ゼリー法では、斜め方向から片葉づつ、２度描出させて
いたものである。

また、本発明のボーラスを用いると、胸部肺野で従来肋
骨などのバックエコーで強いアーティファクトが生じて
いたものが、全く消失し、肋骨の影響で十分な観察がで
きなかった領域でも、超音波診断が可能゛となった。こ
れはおそらく本発明のボーラスの中でエコーが散乱ある
いは吸収されるためであろうと考えられる。

また、本発明のボーラスはきわめて透明なので、体表面
にマークした個所がよく見えるため、マークとプローブ
の関係が明瞭となり、その再現性はゼリーを用いる方式
と殆んど変らない。

また、ボーラス表面にフェルトペンなど・でマークした
場合、指先で簡単に拭きとることができるのも利点であ
る。

そのほか、本発明のボーラスは清潔感があり、簡単に消
毒ができるのできわめて清潔であり、皮膚表面のビラン
部にも抵抗なく使用できる。

また、本発明のボーラスは架橋された水性ゲルなので柔
軟で、伸長性、保形性があり、引張っても仲々チギれず
、保存性もすぐれている。

例えばラップに包んだり、水中に貯蔵すればきわめて長
期間保存できる。

［実施例］ 次に本発明のボーラスの実施例を示す。

実施例１ アセトアセチル化度６．０モル％、ケン化度９９モル％
、重合度２．８ＯＯのアセトアセチル化ポリビニルアル
コールの８％水溶液１００重量部に対して、ジアルデヒ
ドデンプンのｌＯ％水溶液ｌＯ重量部を添加し、２５℃
の室温にて撹拌混合し、直径３０　ａｍ　ｓ高さ２０　
ｍｍの容器に流し込んだところ、ゲル化して透明性で柔
軟で、シカも強力性のある円板状のボーラスかえられた
。

この時、ゲル化前の溶液のｐＨはＢ、３、ゲル化時間は
２時間であった。また、室温で１週間放置後のこのボー
ラスに対する針入深さは３　ａｍ（２００ｇ１０−の静
荷重）であった。

（試験方法） １）ゲル化時間 室温（２５℃）で、架橋剤を添加混合後、混合液の粘度
がＢＬ型粘度計で５００〜１０００ｅＰ　（撹拌不能の
領域）に至るまでの時間。

２）透明性 肉眼判定 ○：透　明 Δ：半透明 Ｘ：不透明 ３）針入深さ 直径４鰭の球体に２００ｇ／ｃ−の静荷重を加えた時の
球体のゲル中への針入深さく架橋剤添加混合１週間後） 実施例２〜１３ 下記のアセトアセチル化水溶性高分子化合物の水溶液と
、下記の架橋剤水溶液とを第１表のごとく組合せて使用
し、実施例１と同様にしてゲル化し、実施例１と同様の
すぐれたボーラスをえた。ゲル化時間、透明性、針入深
さは第１表の通りであった。

（アセトアセチル化水溶性高分子化合物の水溶液） ＡＡ化ＰＶＡ　　（実施例１で用いたアセトアセチル化
ポリビニルアルコール水溶液） ＡＡ化１１ＥＣ（アセトアセチル化度４．１モル％のア
セトアセチル化ヒドロキシエチルセ ルロースの２％水溶液） ＡＡ化ＭＣ（アセトアセチル化度５．２モル％のアセト
アセチル化メチルセルロースの ２％水溶液） ＡＡ化ＣＭＣ（アセトアセチル化度３．８モル％のアセ
トアセチル化カルボキシメチルセ ルロースの２９６水溶液） ＡＡ化デンプン（アセトアセチル化度４．３モル％のア
セトアセチル化可溶化デン プンの５％水溶液） （架橋剤の水溶液） ＤＡＳ　　（ジアルデヒドデンプンの１０％水溶液）Ａ
ＤＨ（アジピン酸ジヒドラジッドの５％水溶液）ＧＸ　
　（グリオキザールの１０％水溶液）ＣＯＩＩ’Ｄ　（
カルボキシヒドラジッドの５％水溶液）ＰＰＧＧＥ　（
ポリプロピレングリコールグリシジルエーテルの１０％
水溶液） ＭＭＣ（メチロール化メラミン樹脂初期縮合物の１０％
水溶液） ＴＡＴ　　［ジ−ｎ−ブトキシビス（トリエタノールア
ミン）チタネートのｌＯ％水溶液］ ＴＬＡ　　（チタニウムラクテートの１０％水溶液）Ｐ
ＥＩ　　（ポリエチレンイミンの１０％水溶液）〔以下
余白〕 実施例１４ 人体の胸部肺野を超音波で診断するとき、従来は皮膚表
面にゼリーを塗り、その上から超音波診断用プローブを
当てて、肺野の画像をブラウン管に投影していたが、第
２図の（４）に示すように肋骨のアーティファクトが現
れて患部を十分観察できなかった。ところが、実施例１
でえた直径３０１１％高さ２０ｍｍの透明な円板状ボー
ラスを皮膚表面に密着させ、その上からプローブを当て
て、肺野の画像をブラウン管に投影したところ、肋骨に
よるアーティファクトは全く描出されず、第１図に示す
ごとく肺野（５）を十分観察することができた。

なお、実際の超音波診断画像は、ブラウン管に写った一
瞬間では、画面にムラが生じているが、これはアーティ
ファクトではなく、経時的にムラ（画点）が動いており
、連続的に観察すれば、第１図に示した模式図の如く、
アーティファクトは消失して見える。

なお、第１図および第２図中、（１）はゼリ一層、（２
）はボーラス層、（３）は胸部皮膚を示す。

実施例１５ 人体の喉頭部に対し、ポリ塩化ビニル板で型枠を作り、
実施例２で用いたＡＡ化Ｐ　Ｖ　Ａ　１００ｆｆｉ量部
と、ＡＤＨ３重量部を混合した未だゲル化していない混
合液を直接流し込んだところ、５分間でゲル化して厚さ
最大約３０１１％最少的１０１、表面積約８０ｍｍＸ　
４０ｍｍのボーラスとなり、喉頭部に密着した。

その表面の甲状腺の正面に当るところに超音波診断用プ
ローブを当て、甲状腺の画像をブラウン管に投影したと
ころ、１度に甲状腺の両葉が描出された。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のボーラスを用いて胸部肺野を超音波
診断したときの断層画像の模式図であり、第２図は、ゼ
リーを用いて胸部肺野を超音波診断したときの断層画像
の模式図である。 （図面の符号） （１）：ゼリ一層 （２）：ボーラス層 （３）：胸部皮膚 （４）ニア−ティファクト （５）：肺　野

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　アセトアセチル化水溶性高分子化合物とその架橋剤
   と水を用いてゲル化させた水性ゲルからなる超音波診断
   用ボーラス。 ２　アセトアセチル化水溶性高分子化合物がポリビニル
   アルコール、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシ
   プロピルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメ
   チルセルロース、デンプンから選んだ１または２以上の
   アセトアセチル化物であり、その架橋剤がアミン基を有
   する化合物、アルデヒド基を有する化合物、ヒドラジッ
   ド基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、メチ
   ロール基を有する化合物、チタン、ジルコニウム、アル
   ミニウムなどの金属アルコキシド、金属キレートから選
   んだ１または２以上である特許請求の範囲第１項記載の
   超音波診断用ボーラス。