JPWO2012050086A1 - 生体模擬ファントムおよび校正装置 - Google Patents
生体模擬ファントムおよび校正装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2012050086A1 JPWO2012050086A1 JP2012538681A JP2012538681A JPWO2012050086A1 JP WO2012050086 A1 JPWO2012050086 A1 JP WO2012050086A1 JP 2012538681 A JP2012538681 A JP 2012538681A JP 2012538681 A JP2012538681 A JP 2012538681A JP WO2012050086 A1 JPWO2012050086 A1 JP WO2012050086A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phantom
- ultrasonic
- protein
- denaturation
- living body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 35
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 35
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000003508 chemical denaturation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 34
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 claims description 24
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 16
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 8
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 claims description 6
- 230000003592 biomimetic effect Effects 0.000 claims description 5
- PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N Maleimide Chemical compound O=C1NC(=O)C=C1 PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 claims description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 3
- PGLTVOMIXTUURA-UHFFFAOYSA-N iodoacetamide Chemical group NC(=O)CI PGLTVOMIXTUURA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000002540 isothiocyanates Chemical class 0.000 claims description 3
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 2
- 102000034238 globular proteins Human genes 0.000 claims description 2
- 108091005896 globular proteins Proteins 0.000 claims description 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims description 2
- 230000009145 protein modification Effects 0.000 claims description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 38
- 239000003398 denaturant Substances 0.000 description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- RNFNDJAIBTYOQL-UHFFFAOYSA-N chloral hydrate Chemical compound OC(O)C(Cl)(Cl)Cl RNFNDJAIBTYOQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229960002327 chloral hydrate Drugs 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 6
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 6
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- NUJKKNIHJVAYQZ-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-trichloroacetyl isothiocyanate Chemical compound ClC(Cl)(Cl)C(=O)N=C=S NUJKKNIHJVAYQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZMYAKSMZTVWUJB-UHFFFAOYSA-N 2,3-dibromopropanoic acid Chemical compound OC(=O)C(Br)CBr ZMYAKSMZTVWUJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BZSPWETZQLVLQA-UHFFFAOYSA-N 5-sulfanylidene-1-(trichloromethyl)pyrrol-2-one Chemical compound ClC(Cl)(Cl)N1C(=O)C=CC1=S BZSPWETZQLVLQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 3
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 238000003505 heat denaturation Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 2
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- GVJHHUAWPYXKBD-IEOSBIPESA-N α-tocopherol Chemical compound OC1=C(C)C(C)=C2O[C@@](CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)(C)CCC2=C1C GVJHHUAWPYXKBD-IEOSBIPESA-N 0.000 description 2
- IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCC IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 0.000 description 1
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 206010006187 Breast cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000026310 Breast neoplasm Diseases 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine Chemical compound CN(C)CCN(C)C KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 206010046798 Uterine leiomyoma Diseases 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940087168 alpha tocopherol Drugs 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000029777 axis specification Effects 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 230000003412 degenerative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000002674 endoscopic surgery Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 235000015110 jellies Nutrition 0.000 description 1
- 239000008274 jelly Substances 0.000 description 1
- 238000002357 laparoscopic surgery Methods 0.000 description 1
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 description 1
- 229940067606 lecithin Drugs 0.000 description 1
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 description 1
- 201000010260 leiomyoma Diseases 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002113 octoxynol Polymers 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000007674 radiofrequency ablation Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229960000984 tocofersolan Drugs 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000002076 α-tocopherol Substances 0.000 description 1
- 235000004835 α-tocopherol Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N7/00—Ultrasound therapy
- A61N7/02—Localised ultrasound hyperthermia
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
- A61B2017/00681—Aspects not otherwise provided for
- A61B2017/00707—Dummies, phantoms; Devices simulating patient or parts of patient
- A61B2017/00712—Dummies, phantoms; Devices simulating patient or parts of patient simulating mathematical properties, e.g. for testing of positioning in the isocentre or focus
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
集束超音波トランスデューサ（５）から照射される治療用超音波の強度を可視化するため、ハイドロゲルを母剤とし、タンパク変性指示薬（３）および超音波照射時にタンパクの化学的変性を生じる化合物を含む、生体模擬ファントムを提供する。
Description
本発明は、計測、診断、治療等に用いられる超音波装置から照射される超音波の治療域を表示するファントムおよび超音波装置の校正を行う装置に関する。
近年、疾病の治療に関し、施術後の患者の生活の質(Quality Of Life)を重視する方向にあり、がんのような重篤な疾病においても従来よりも侵襲性の低い治療法への社会的ニーズが高まっている。現在、低侵襲治療として臨床で主に用いられているのは、内視鏡手術や腹腔鏡手術といった、管状のガイドを体内に挿入するもの、あるいはラジオ波焼灼治療といった針状の治療機器を体内に挿入するものであり、いずれも体内への機器の侵襲を伴うものである。これに対し、超音波は、波長と体内減衰の関係に基づき、体内への機器の挿入なしに体外から体内の1cm角ないしはそれ以下の領域に収束させることが可能である。この特性を利用し、侵襲性の低い超音波治療法の臨床応用が始まっている。現在最も臨床的に進んでいる超音波治療は、子宮筋腫および乳がんを対象とした、高強度収束超音波(HIFU)を照射して患部温度を数秒の間にタンパクの凝固温度以上に上昇させて患部組織を焼灼させるHIFU治療である。
超音波を用いる治療においては、治療部位に超音波発生装置が接触していないため、画像診断装置等により治療が行われている部位をモニタリングする必要がある。また、より確実に選択的な治療を行うには、モニタリングに加え、事前に治療計画を立て、治療部位に適切な量の超音波が照射され、かつ治療部位以外へ不適切に多い量の超音波が照射されないよう制御することも重要となる。
超音波治療における治療計画の重要なステップとして、治療用セッティングを行った装置が、想定通りに動作するかどうかの確認がある。このような確認は、人体へ適用する前に、生体を模擬でき、かつその内部に超音波照射により生じる生体効果の程度・範囲を表示できるよう構成された超音波ファントム（生体模擬体）へ超音波を照射し、結果を観察・解析することで目的が達せられる。
上述の超音波ファントムとしては、超音波のエネルギーそのものではなく、超音波により生じる二次的な作用を可視化するものが主に用いられている。例えば、非特許文献１に示されるような、可溶性のタンパクを指示剤として用い、超音波照射による温度上昇を検出するものが挙げられる。このファントムにおいては、タンパクが熱変性すると、凝固して分子同士が凝集するため、変性前に比べて散乱強度が大きくなり光学的な変化が生じること、特に白変が生じることを利用している。
C Lafon et al.Proc.IEEE Ultrasonics Symposium pp.1295-1298(2001)
従来用いられていたＨＩＦＵ治療用の生体模擬ファントムは、タンパクの変性に伴う白変を視認あるいは光学的手法により検出するものであるが、この白変に要する超音波強度が、実際に生体中で治療効果を得るのに必要な強度よりも高いことが問題であった。これは、ファントムの主成分が水であり生体組織よりも熱伝導度が高いことに起因している。この問題の解決のため、ファントムに超音波吸収性を高める物質を混合してファントムの感度を高める方法が試みられた。混合する物質としては、水に溶け、かつ、光学的に透明である必要があることから、もっぱら低分子アルコールが用いられてきた。しかしながら、このような低分子アルコールは沸点が水よりも低くかつタンパク変性作用があるため、保存性に難がある、あるいは光学的な透明度が低くなるという問題があった。
上記課題を解決するため、本発明によれば、ハイドロゲルを母剤とし、タンパク変性指示薬および超音波照射時にタンパクの化学的変性を生じる化合物を含むことを特徴とする超音波治療用生体模擬ファントムが提供される。
本発明のファントムは、波数の短いパルス超音波から連続波まで広い範囲に対応し、かつ異なる強度の超音波強度に感応して、照射された超音波の強度を可視化することができる。
本発明では、ハイドロゲルを母剤とし、タンパク変性指示薬および超音波照射時にタンパクの化学的変性を生じる化合物を含むことを特徴とする超音波治療用生体模擬ファントムを提供する。
上述の超音波照射時にタンパクの化学的変性を生じる化合物としては、例えば、同一の炭素原子に少なくとも二つ以上のハロゲン原子（塩素、臭素、ヨウ素のいずれか）が結合した構造を有し、かつ、タンパクに結合する官能基を含むものを用いる。
上記タンパクに結合する官能基としては、例えば、アルコール性の水酸基あるいはイソチオシアネート、マレイミド、ヨードアセトアミド基の少なくとも一つを用いる。上記タンパク変性指示薬として、例えば、球状タンパクを用いる。
また、上記超音波治療用生体模擬ファントムは、乳化処理により安定化された気泡、難水溶性液体、固体の少なくとも一つをさらに含んでいてもよい。
また、本発明によれば、超音波治療用生体模擬ファントムの変性領域を指標として用いる超音波治療用装置の強度校正装置を提供できる。超音波治療用生体模擬ファントムとしては、ハイドロゲルを母剤とし、タンパク変性指示薬および超音波照射時にタンパクの化学的変性を生じる化合物を含むものを用いる。
また、本発明では、タンパクに親和性を有する官能基、および、超音波照射時にタンパクの化学的変性を生じる分子構造をそれぞれ一つ以上有する感度向上物質を含んで構成される生体模擬ファントムを提供することができる。タンパクに親和性を有する官能基としては、アルコール性の水酸基あるいはタンパクのアミノ酸残基に親和性を有する官能基の少なくともひとつを含むことが好ましい。タンパクのアミノ酸残基に親和性を有する官能基としては、イソチオシアネート、マレイミド、ヨードアセトアミドが特に好ましいが、感度向上物質の水溶性を妨げなければ特に制限はない。また、上記感度向上物質の超音波照射時にタンパクの化学変性を生じる分子構造としては炭素−ハロゲン結合を含むことが好ましい。特に、一つの炭素が２つ以上の炭素−ハロゲン結合を含むことが好ましい。
なお、本発明における生体模擬ファントムにおいては、生体内の模擬する部位に応じた付加的成分を含むことができる。例えば脂肪の多い部位を模擬する際には脂肪球、気泡の多い組織を模擬する場合には安定化された気泡、骨等の固体の多い部位を模擬するには金属および非金属粒子などを含むことが可能である。
また、本発明によれば、前述の生体模擬ファントムを光学的なタンパク変性検出機構を備えた容器に保定し、治療用超音波の照射条件と同期してファントムの光学的変化を測定できるよう構成され、あらかじめ設定された校正値に基づき、超音波治療装置が治療に使用可能な状態であるかどうかを判断する機構を有する超音波治療装置校正装置を提供できる。また、本発明における超音波治療装置校正装置は、あらかじめ設定された校正値と超音波出力との相違の程度をユーザに示すあるいは超音波治療を阻止する機構を有することを特徴とする。
本発明による超音波ファントムは、波数の短いパルス超音波から連続波まで広い範囲に対応し、かつ異なる強度の超音波強度に感応して照射された超音波の強度を可視化することができる。また、本発明による超音波治療装置校正装置によれば、従来のように温度を体温程度に高くすることなく、かつ安定に超音波治療装置の強度の校正を行うことができる。
発明者らは、下記のように種々の検討を行った結果、上記発明に至った。すなわち、従来の超音波ファントムにおいて、超音波強度の条件などが生体と異なるのは、生体とハイドロゲルとで熱伝導が違うためである。しかし、ハイドロゲル以外を基剤とすると、透明でありかつ音響特性を生体が近いという特性を実現することが実際上困難である。このため、従来は生体よりも感度の悪いファントムしか得ることができなかった。この問題の解決のため詳細に検討を行った結果、ファントムにおいては、超音波照射によるタンパク変性が可逆的であり、せっかく変性しても元に戻ってしまうために感度が低いことがわかった。このため、我々は、ファントム中で不可逆的にタンパク変性を生じる方法の探索を行い、これまでと変性を生じる方式を変更することとした。具体的には、これまで温度上昇により熱変性が生じた部位を可視化する方式であったものを、熱変性と化学的変性との総和を指示する方式とするものである。このような方式変更によれば、熱伝導度が生体よりも高いハイドロゲル中においても熱的変性により生じた可逆的な変性を化学的な変性により不可逆な変性に変え、結果的に従来よりも低い超音波強度で生体と同等の変性を生じせしめることが可能となり、より生体模擬精度を高めることができる。このような効果により、化学的変性を用いることで、生体模擬ファントムに超音波照射を行う際の温度を従来よりも低く設定することも可能となる。このため、本発明における生体模擬ファントムを用いて超音波治療装置の校正を行う際には、ファントム加熱に要する時間が短いため、より迅速な計測が可能である。
以上のような化学的変性を生じるには、ハイドロゲルを主剤とし、それに変性指示剤である可溶性タンパク、さらに化学的変性を生じる物質を混合した構成をとればよい。このような化学的変性を生じる物質に要求される特性は、１）単体では化学的変性を生じる効果が低い、２）超音波照射時のみに化学的変性を生じる物質を生成する、３）タンパク質と親和性が高い、という三つである。特にこの１）と２）とを同時に満たす構造に関してはこれまでに知見がほとんど得られていなかったため、今回探索を行い、必要な構造を明らかにした。様々な予備検討を行った結果、炭素―ハロゲン結合を有する化合物であれば、目的を達成できることが明らかになった。これは、炭素−ハロゲン結合に超音波照射が行われた際に、結合がはずれてハロゲン原子ラジカルが生成することが原因である。このハロゲン原子ラジカルがタンパクのアミノ酸同士の結合と反応することにより、タンパクの三次元構造が変化し、変性を生じる。
以下に本発明の試験例および実施例を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限られるものではない。
まず、炭素−ハロゲン結合を有する化合物を含む生体模擬ファントムを調製し、特性評価を行った。その結果について説明する。
（１）ファントムの調製
以下の作業は全て４℃において行った。化学変性剤および牛血清アルブミン15％を含む溶液８６．５ｍｌとアクリルアミド４０％溶液(アクリルアミド：ビスアクリルアミド=３９：１）２５ｍｌとをよく混合し、脱気した後、直方体型容器に流し込む。スターラーにてゆるやかに攪拌しながら、過硫酸アンモウム１０％溶液７．５ｍｌおよびN,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン１０ｍｌをすばやく添加し、均一に混ざったら、攪拌を停止し、スターラーバーを除去して直方体容器にカバーをして２０分間放置する。以上の操作により、ほぼ透明なゲルを調製し、生体模擬ファントムとして使用した。
以下の作業は全て４℃において行った。化学変性剤および牛血清アルブミン15％を含む溶液８６．５ｍｌとアクリルアミド４０％溶液(アクリルアミド：ビスアクリルアミド=３９：１）２５ｍｌとをよく混合し、脱気した後、直方体型容器に流し込む。スターラーにてゆるやかに攪拌しながら、過硫酸アンモウム１０％溶液７．５ｍｌおよびN,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン１０ｍｌをすばやく添加し、均一に混ざったら、攪拌を停止し、スターラーバーを除去して直方体容器にカバーをして２０分間放置する。以上の操作により、ほぼ透明なゲルを調製し、生体模擬ファントムとして使用した。
また、上記組成から化学変性剤（抱水クロラール）を除いたゲルを調製し、対照ファントムとして使用した。
（２）試験に用いた実験系
以降に示す試験例は、図１に示す実験系を用いて行ったものである。アクリル製の水槽１に脱気水２を満たし、図示されない水温調整器および温度計によって水温を３７℃あるいは２５℃に保つ。この水槽の中に、上述のファントム調製法（１）に従って調製した生体模擬ファントム３あるいは対照ファントムを厚さ０．０３ｍｍのポリエチレン袋に入れた状態でホルダー４により収束超音波トランスデューサ５の焦点位置に固定する。トランスデューサ５は波形発生器６および信号増幅器７と接続されている。また、ファントム３の位置を確認するために、超音波診断装置８および診断プローブ９が水中に配置されている。さらに、超音波照射によるファントムの光学的変化を観察するためのカメラ１０がファントム３の映像を取得できる位置に配置されている。波形発生装置６、超音波診断装置８、およびカメラ１０は制御用コンピュータ１１と接続されており、波形発生装置６からの超音波照射に同期してカメラ１０の映像が取り込まれるよう設定されてある。
以降に示す試験例は、図１に示す実験系を用いて行ったものである。アクリル製の水槽１に脱気水２を満たし、図示されない水温調整器および温度計によって水温を３７℃あるいは２５℃に保つ。この水槽の中に、上述のファントム調製法（１）に従って調製した生体模擬ファントム３あるいは対照ファントムを厚さ０．０３ｍｍのポリエチレン袋に入れた状態でホルダー４により収束超音波トランスデューサ５の焦点位置に固定する。トランスデューサ５は波形発生器６および信号増幅器７と接続されている。また、ファントム３の位置を確認するために、超音波診断装置８および診断プローブ９が水中に配置されている。さらに、超音波照射によるファントムの光学的変化を観察するためのカメラ１０がファントム３の映像を取得できる位置に配置されている。波形発生装置６、超音波診断装置８、およびカメラ１０は制御用コンピュータ１１と接続されており、波形発生装置６からの超音波照射に同期してカメラ１０の映像が取り込まれるよう設定されてある。
（３）ファントム中の変性領域の算出
以降に示す試験におけるファントム中の変性領域の算出は以下の手順により行った。
以降に示す試験におけるファントム中の変性領域の算出は以下の手順により行った。
（３−１）動画からの静止画の切り出し
ＡＶＩ形式で記録された動画の中から超音波照射中の部分を選択し、さらにそれらをグレースケールに変換した後、ＢＭＰ形式の静止画群に切り出す。
ＡＶＩ形式で記録された動画の中から超音波照射中の部分を選択し、さらにそれらをグレースケールに変換した後、ＢＭＰ形式の静止画群に切り出す。
（３−２）差分像作成および二値化
（３−１）にて得られた各静止画の各ピクセル輝度から、超音波照射の輝度を差し引いた差分像を作成し、さらに、予備検討により求めた閾値よりも高い輝度差分を有するピクセルを白、それ以外のピクセルを黒とする二値化処理を行う。
（３−１）にて得られた各静止画の各ピクセル輝度から、超音波照射の輝度を差し引いた差分像を作成し、さらに、予備検討により求めた閾値よりも高い輝度差分を有するピクセルを白、それ以外のピクセルを黒とする二値化処理を行う。
（３−３）回転軸決定
二値化処理を行った各画像のピクセル値を超音波の照射方向に積算し、最も高い値を示す部位を変性が生じた中心軸とする。
二値化処理を行った各画像のピクセル値を超音波の照射方向に積算し、最も高い値を示す部位を変性が生じた中心軸とする。
（３−４）積分処理
上記中心軸を中心に、回転対称を仮定して積分処理を行う。なお、あらかじめ求めておいた隣接ピクセル間の画像内での実際の距離（ミリメータ単位）を適用することで、積分処理結果が立法ミリメータ単位となるようにする。
上記中心軸を中心に、回転対称を仮定して積分処理を行う。なお、あらかじめ求めておいた隣接ピクセル間の画像内での実際の距離（ミリメータ単位）を適用することで、積分処理結果が立法ミリメータ単位となるようにする。
（４）共存用液体成分、ならびに、共存用固体成分の調製
温度を４℃に保った状態で以下の成分を一緒に混合し、そして２０ｍｌのリン酸バッファ（ｐＨ＝７．４）をゆっくり添加しながら、ＵＬＴＲＡ−ＴＵＲＲＡＸ Ｔ２５（Ｊａｎｋｅ＆Ｋｎｕｋｅｌ、Ｓｔａｕｆｅｎ Ｇｅｒｍａｎｙ）中にて９５００ｒｐｍで氷温にて１分間ホモジナイズし、エマルションを得た。
グリセロール ２．０ｇ
α―トコフェロール ０．０２ｇ
コレステロール ０．１ｇ
レシチン １．０ｇ
共存成分（シリコーン油、あるいは二酸化チタン微粒子） ２ｇ
温度を４℃に保った状態で以下の成分を一緒に混合し、そして２０ｍｌのリン酸バッファ（ｐＨ＝７．４）をゆっくり添加しながら、ＵＬＴＲＡ−ＴＵＲＲＡＸ Ｔ２５（Ｊａｎｋｅ＆Ｋｎｕｋｅｌ、Ｓｔａｕｆｅｎ Ｇｅｒｍａｎｙ）中にて９５００ｒｐｍで氷温にて１分間ホモジナイズし、エマルションを得た。
グリセロール ２．０ｇ
α―トコフェロール ０．０２ｇ
コレステロール ０．１ｇ
レシチン １．０ｇ
共存成分（シリコーン油、あるいは二酸化チタン微粒子） ２ｇ
このエマルションを、Ｅｍｕｌｓｉｆｌｅｘ−Ｃ５（Ａｖｅｓｔｉｎ、Ｏｔｔａｗａ Ｃａｎａｄａ）中で２０ＭＰａにて高圧乳化処理を１分間行い、５ミクロンのメンブレンフィルターによりろ過した。
上記共存成分として、難水溶性液体であるシリコーン油を含むエマルションを共存用液体成分と呼び、上記共存成分として、固体である二酸化チタン微粒子を含むエマルションを共存用固体成分と呼ぶ。
（５）共存用気体成分の調製
１０ｍｌ用バイアルに３％のtriton-X 100溶液を５ｍｌ入れ、キャップをしてシールした状態で超音波洗浄機にて１５分間処理を行い得られた懸濁液２ｍｌを（４）の共存成分の代わりに用い、（４）と同様の処理を行うことで調製した。得られたエマルションを共存用気体成分と称する。
１０ｍｌ用バイアルに３％のtriton-X 100溶液を５ｍｌ入れ、キャップをしてシールした状態で超音波洗浄機にて１５分間処理を行い得られた懸濁液２ｍｌを（４）の共存成分の代わりに用い、（４）と同様の処理を行うことで調製した。得られたエマルションを共存用気体成分と称する。
＜試験例１＞音響強度を変えて超音波を照射した際の効果（３７℃での検討）
化学変性剤として、抱水クロラール０．２Ｍを用い、上述のファントム調製法（１）に従ってファントムを調製した。
化学変性剤として、抱水クロラール０．２Ｍを用い、上述のファントム調製法（１）に従ってファントムを調製した。
図１に示す実験系を用い、３７℃に保温した状態で、直径４８ｍｍ、Ｆ数１．０の収束超音波トランスデューサ５をファントム３に密着させ、音響強度を０から１４００Ｗ／ｃｍ２まで変化させて１．１ＭＨｚの超音波を１５秒間照射した。
超音波照射後ファントムの概観の一例を図２に示す。図２は、上記算出方法（３−１）および（３−２）により二値化したものである。超音波の焦点部位が、フットボール状に白くなっていることが分かる。これが変性領域である。この変性領域を上記処理方法（３−３）、（３−４）により立法ミリメータ単位で算出し、超音波強度に対する依存性を求めた結果の一例を図３に示す。図３中、化学変性剤である抱水クロラールを含む本発明のファントムの結果と、化学変性剤を含まない対照ファントムの結果とを併せて示してある。図３によれば、化学変性剤の効果は顕著である。化学変性剤が含まれない対照ファントムは、変性が生じない最大強度は６００Ｗ／ｃｍ２であるのに対し、化学変性剤を含む本発明のファントムは、変性が生じない最大強度は４００Ｗ／ｃｍ２まで低下している。
変性に必要な強度以上の超音波照射を行った場合には、いずれの強度においても、化学変性剤が入っている本発明のファントムは、変性領域が対照ファントムよりも大きくなっている。例えば１４００Ｗ／ｃｍ２の強度においては、本発明のファントムは、対照ファントムの約２．５倍の体積が変性している。変性している体積が大きいほど、目視による確認が容易であると共に、定量化を行う際の誤差が小さくなるため、化学変性剤を封入した本発明のファントムが、化学変性剤を含まない対照ファントムよりも効果が大きいことは、図３より明らかである。
なお、超音波周波数を１〜６ＭＨｚまで変化させて同様の実験を行ったところ、図３と同様に、化学変性剤を共存させている本発明のファントムの方が、対照ファントムよりも変性に必要な超音波強度を低下させることができ、また、超音波強度が高いほど変性領域が多くなる傾向が見られることがわかった。
また、化学変性剤として、抱水クロラールに代えて、2,3-ジブロモプロピオン酸、N-トリクロロメチルチオマレイミド、トリクロロアセチルイソチオシアネートを用いた場合も上記結果と同様であった。
＜試験例２＞音響強度を変えて超音波を照射した際の効果（室温での検討）
化学変性剤として抱水クロラール０．２Ｍを用い、上述のゲル調製法（１）に従ってファントムを調製した。
化学変性剤として抱水クロラール０．２Ｍを用い、上述のゲル調製法（１）に従ってファントムを調製した。
図１に示す実験系を用い、２５℃に保温した状態で、直径４８ｍｍ、Ｆ数１．０の収束超音波トランスデューサ５をファントム３に密着させ、音響強度を０から１４００Ｗ／ｃｍ２まで変化させて１．１ＭＨｚの超音波を１５秒間照射した。
上記算出方法（３）により変性領域を立法ミリメータ単位で算出し、超音波強度に対する依存性を求めた結果の一例を図４示す。図４中、化学変性剤である抱水クロラールを封入した本発明のファントムの結果と、化学変性剤を有しない対照ファントムの結果と、さらには、化学変性剤を有しない対照ファントムを３７℃に加温して実験を行った場合の結果とを併せて示してある。図４によれば、室温（２５℃）においても化学変性剤の効果は顕著であり、まず、変性に必要な超音波強度が、８００Ｗ／ｃｍ２から６００Ｗ／ｃｍ２に有意に低下していることがわかる。
さらに、変性に必要な強度以上の超音波照射を行うと、いずれの強度においても化学変性剤が入っている本発明のファントムは、対照ファントムよりも変性領域が大きくなっている。例えば１４００Ｗ／ｃｍ２の強度においては、本発明のファントムは、化学変性剤が入っていない対照ファントム（２５℃）に比べ、約２．５倍大きい体積が変性している。変性している体積が大きいほど、目視による確認が容易であると共に、定量化を行う際の誤差が小さくなるため、化学変性剤を封入した本発明のファントムが、化学変性剤を含まない対照ファントムよりも効果が大きいことは図４より明らかである。特に、本試験例２は室温での検討であることから、実験系の水槽１を加温する必要がなく、実験系ならびに実験作業の簡便化を図ることができる。
なお、超音波周波数を１〜６ＭＨｚまで変化させて同様の実験を行ったところ、図４と同様に、化学変性剤を共存させている本発明のファントムの方が、対照ファントムよりも変性に必要な超音波強度を低下させることができ、また、超音波強度が高いほど変性領域が多くなる傾向が見られることがわかった。
また、化学変性剤として、抱水クロラールに代えて、2,3-ジブロモプロピオン酸、N-トリクロロメチルチオマレイミド、トリクロロアセチルイソチオシアネートを用いた場合も上記結果と同様であった。
＜試験例３＞指示剤濃度を変えて超音波を照射した際の効果
化学変性剤として抱水クロラール０．２Ｍを用い、アルブミン濃度を変更して上述のファントム調製法（１）に従ってファントムを調製した。図１に示す実験系を用い、このファントムを３７℃あるいは２５℃に保温した状態で、直径４８ｍｍ、Ｆ数１．０の収束超音波トランスデューサ５を本発明のファントム３に密着させ、音響強度を１０００Ｗ／ｃｍ２まで固定し、１．１ＭＨｚの超音波を１５秒間照射した。
化学変性剤として抱水クロラール０．２Ｍを用い、アルブミン濃度を変更して上述のファントム調製法（１）に従ってファントムを調製した。図１に示す実験系を用い、このファントムを３７℃あるいは２５℃に保温した状態で、直径４８ｍｍ、Ｆ数１．０の収束超音波トランスデューサ５を本発明のファントム３に密着させ、音響強度を１０００Ｗ／ｃｍ２まで固定し、１．１ＭＨｚの超音波を１５秒間照射した。
本発明のファントムの変性領域を上記算出方法（３）により、立法ミリメータ単位で算出し、ファントム中のアルブミン濃度に対する依存性を求めた。この結果の一例を図５に示す。
図５によれば、化学変性剤の効果は、アルブミン濃度に依存して変化することがわかる。３７℃および２５℃いずれの温度においても、アルブミン濃度が高いほど、変性領域は大きくなっている。この結果から、本発明におけるファントムは、模擬したい部位の特性に合わせて変性領域を変化させることが可能であることがわかる。
なお、超音波周波数を１〜６ＭＨｚまで変化させて同様の実験を行ったところ、図５と同様にアルブミン濃度を高くするほど変性領域の大きさが大きくなる効果が確認できた。
また、化学変性剤として、抱水クロラールに代えて、2,3-ジブロモプロピオン酸、N-トリクロロメチルチオマレイミド、トリクロロアセチルイソチオシアネートを用いた場合にも上記傾向と同様であった。
＜試験例４＞気体、液体、固体成分を共存させた場合
化学変性剤として抱水クロラール０．２Ｍを用い、上記（４）ならびに（５）に従って調製した共存用液体成分、共存用固体成分、および、共存用気体成分のいずれかを最終濃度で２５％あるいは５０％含むように量を調整して添加し、上記（１）のファントム調製法に従ってファントムを調製した。
化学変性剤として抱水クロラール０．２Ｍを用い、上記（４）ならびに（５）に従って調製した共存用液体成分、共存用固体成分、および、共存用気体成分のいずれかを最終濃度で２５％あるいは５０％含むように量を調整して添加し、上記（１）のファントム調製法に従ってファントムを調製した。
図１に示す実験系を用い、ファントムを３７℃に保温した状態で、直径４８ｍｍ、Ｆ数１．０の収束超音波トランスデューサ５をファントム３に密着させ、音響強度を１０００Ｗ／ｃｍ２で固定し、１．１ＭＨｚの超音波を１５秒間照射した。
上記処理方法（３）により、変性領域を立法ミリメータ単位で算出し、ファントム中の共存用気体成分、共存用液体成分、あるいは共存用固体成分の濃度に対する依存性を求めた。その結果の一例を図６に示す。図６によれば、気体、液体、固体各成分を加えた（共存させた）場合でも、変性体積は加えない場合とほぼ変わらず、化学変性剤の効果が、これら共存物質が存在しても損なわれないことがわかる。この結果から、本発明のファントムにおいては、模擬したい対象臓器に応じて気体、液体、あるいは固体を共存させても変性を可視化する機能が損なわれないことがわかる。
また、超音波周波数を１〜６ＭＨｚまで変化させて同様の実験を行ったところ、図６と同様に、気体、液体、固体各成分を加えた場合でも変性体積はほぼ変わらないことを確認できた。
また、化学変性剤として、抱水クロラールに代えて、2,3-ジブロモプロピオン酸、N-トリクロロメチルチオマレイミド、トリクロロアセチルイソチオシアネートを用いた場合にも同様の結果が得られた。
以上の試験１〜４により、本発明における生体模擬ファントムの有効性が示された。以下、実際に用いる場合の実施例について説明する。
＜実施例１＞超音波生体作用評価用ファントムの実施例
以下、本発明の一実施例について、図７を用いて説明する。
以下、本発明の一実施例について、図７を用いて説明する。
図７は、ファントムの外枠を示す図である。外枠本体１４、超音波照射用音響窓１５、超音波照射結果観察用窓１６、超音波反射防止層１７からなる。使用時には、この外枠の内部に、上記（１）に従って調製されたファントム本体、あるいは、上記（１）の調製方法に上記（４）ならびに（５）に従って調製した共存用液体成分、共存用固体成分、および、共存用気体成分のいずれかを添加して調製されたファントム本体を封入して、ファントムとして用いる。
ファントムとしての使用時は、評価対象となる超音波照射源を超音波照射用音響窓１５に密着させ超音波を照射し、超音波照射結果観察用窓１６より結果を観察する。超音波照射源と超音波照射用音響窓１５とを密着させられない場合、ファントムおよび超音波照射源を水槽に入れて超音波を照射することもできる。また、超音波照射用音響窓１６と超音波照射源との間を音響ゼリーなどの音響カップリング剤で満たして照射することもできる。
なお、ファントムの外枠に入れるファントム本体の特性は必ずしも均質である必要はなく、例えば図８に示されるように複数に分け、それぞれ気泡混合ファントム１８−１、液体混合ファントム１８−２、および固体混合ファントム１８−３を用いるといった具合に、異なる模擬対象を有するファントム１８を一つの外枠に入れて用いることもできる。ここで気泡混合ファントム１８−１とは、共存用気体成分を含有するファントムであり、液体混合ファントム１８−２とは、共存用液体成分を含有するファントムであり、固体混合ファントム１８−３とは、共存用固体成分を含有するファントムである。
＜実施例２＞超音波治療装置の校正装置の実施例
以下、図９を用いて本発明の一実施例について説明する。
以下、図９を用いて本発明の一実施例について説明する。
本実施例における超音波治療装置の校正装置は、ファントム保持部１９、温度調整部２０、温度調整制御部２１、ファントム撮影部２２、装置制御部２３、治療装置とのインターフェース部２４とを備えて構成される。
ファントム保持部１９は、図７に示されるような外枠に封入されたファントムを保持し、超音波の照射を受けることができるようにする。温度調整部２０は、２０℃から４０℃の範囲でファントム保持部１９内に置かれたファントムの温度を制御できるよう構成されている。温度調整部２０は、温度調整制御部２１により制御される。ファントム撮影部２２は、ファントム全体を撮影できるよう構成されており、撮影結果は装置制御部２３に転送される。装置制御部２３は、温度調整制御部２０およびファントム撮影部２２の制御を行い、かつファントム撮影部２２により撮影されたファントム画像を保持し、２値化、差分、重ね合わせなどの画像処理を行えるよう構成されている。治療装置とのインターフェース部２４は、治療装置と接続され、照射する超音波の条件を治療装置から受け取り、装置制御部２３に転送する機能と、超音波照射後のファントムの変性領域および変性中心位置などのファントムに関する情報を装置制御部２３から受け取り、治療装置に転送する機能とを有する。さらに、あらかじめパラメータを入力しておくことにより、変性領域および変性中心位置が設定された範囲に入っているかどうかに関する情報を治療装置に転送できるよう設定する機能、および、得られた結果が設定された範囲外で合った場合に警告を発する機能、あるいは、治療装置の超音波照射を行えなくする機能を有するように構成することもできる。
本実施例における校正装置は、例えば、以下のような手順で用いられる。まず、治療する患部の診断画像などを元に立てられた治療計画において、治療用超音波の照射位置、各地点での照射時間などの条件が決定される。治療の実施に際して、患部への超音波照射を行う直前に、患部の形態および性状に合わせたファントムを、本発明における校正装置のファントム保持部１９に保持し、治療と全く同じ条件で超音波照射を行う。変性領域が想定した範囲に入っている場合には治療を開始し、そうでない場合には、治療装置の異常についてメンテナンスを行う。
１ 水槽
２ 脱気水
３ 生体模擬ファントム
４ ホルダー
５ 収束超音波トランスデューサ
６ 波形発生器
７ 信号増幅器
８ 超音波診断装置
９ 診断プローブ
１０ カメラ
１１ 制御用コンピュータ
１４ ファントム外枠本体
１５ 音波照射用音響窓
１６ 超音波照射結果観察用窓
１７ 超音波反射防止層
１８ 外枠に封入される生体模擬ファントムの例
１９ ファントム保持部
２０ 温度調整部
２１ 温度調整制御部
２２ ファントム撮影部
２３ 装置制御部
２４ 治療装置とのインターフェース部
２ 脱気水
３ 生体模擬ファントム
４ ホルダー
５ 収束超音波トランスデューサ
６ 波形発生器
７ 信号増幅器
８ 超音波診断装置
９ 診断プローブ
１０ カメラ
１１ 制御用コンピュータ
１４ ファントム外枠本体
１５ 音波照射用音響窓
１６ 超音波照射結果観察用窓
１７ 超音波反射防止層
１８ 外枠に封入される生体模擬ファントムの例
１９ ファントム保持部
２０ 温度調整部
２１ 温度調整制御部
２２ ファントム撮影部
２３ 装置制御部
２４ 治療装置とのインターフェース部
Claims (6)
- ハイドロゲルを母剤とし、タンパク変性指示薬および超音波照射時にタンパクの化学的変性を生じる化合物を含むことを特徴とする超音波治療用生体模擬ファントム。
- 前記超音波照射時にタンパクの化学的変性を生じる化合物が、同一の炭素原子に少なくとも二つ以上のハロゲン原子（塩素、臭素、ヨウ素のいずれか）が結合した構造を有し、かつ、タンパクに結合する官能基を含むことを特徴とする請求項１に記載の超音波治療用生体模擬ファントム。
- 前記タンパクに結合する官能基がアルコール性の水酸基あるいはイソチオシアネート、マレイミド、ヨードアセトアミド基の少なくとも一つであることを特徴とする請求項２に記載の超音波治療用生体模擬ファントム。
- 前記タンパク変性指示薬が、球状タンパクであることを特徴とする請求項１に記載の超音波治療用生体模擬ファントム。
- 乳化処理により安定化された気泡、難水溶性液体、固体の少なくとも一つをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の超音波治療用生体模擬ファントム。
- ハイドロゲルを母剤とし、タンパク変性指示薬および超音波照射時にタンパクの化学的変性を生じる化合物を含むことを特徴とする超音波治療用生体模擬ファントムの変性領域を指標として用いる超音波治療用装置の強度校正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012538681A JP5653447B2 (ja) | 2010-10-12 | 2011-10-11 | 生体模擬ファントムおよび校正装置 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010229220 | 2010-10-12 | ||
| JP2010229220 | 2010-10-12 | ||
| PCT/JP2011/073333 WO2012050086A1 (ja) | 2010-10-12 | 2011-10-11 | 生体模擬ファントムおよび校正装置 |
| JP2012538681A JP5653447B2 (ja) | 2010-10-12 | 2011-10-11 | 生体模擬ファントムおよび校正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2012050086A1 true JPWO2012050086A1 (ja) | 2014-02-24 |
| JP5653447B2 JP5653447B2 (ja) | 2015-01-14 |
Family
ID=45938315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012538681A Active JP5653447B2 (ja) | 2010-10-12 | 2011-10-11 | 生体模擬ファントムおよび校正装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5653447B2 (ja) |
| WO (1) | WO2012050086A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB201713229D0 (en) * | 2017-08-17 | 2017-10-04 | Dublin Inst Of Tech | Tissue mimicking materials |
| CN109171948B (zh) * | 2018-10-26 | 2021-01-19 | 丽水市中心医院 | 冷冻消融针及应用该冷冻消融针的系统 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57101765A (en) * | 1980-12-17 | 1982-06-24 | Chugai Pharmaceut Co Ltd | Method for assaying specific serum protein |
| JPH04332541A (ja) * | 1991-05-09 | 1992-11-19 | Hitachi Ltd | 超音波化学反応検出用ファントム |
| US5606973A (en) * | 1995-06-07 | 1997-03-04 | Molecular Biosystems, Inc. | Liquid core microdroplets for ultrasound imaging |
| JPH1067681A (ja) * | 1996-08-28 | 1998-03-10 | Yoshida Seibutsu Kenkyusho:Kk | 癌ワクチン及びその製造法 |
-
2011
- 2011-10-11 WO PCT/JP2011/073333 patent/WO2012050086A1/ja active Application Filing
- 2011-10-11 JP JP2012538681A patent/JP5653447B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2012050086A1 (ja) | 2012-04-19 |
| JP5653447B2 (ja) | 2015-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4800862B2 (ja) | ファントム | |
| Maxwell et al. | A tissue phantom for visualization and measurement of ultrasound-induced cavitation damage | |
| JP5735488B2 (ja) | 超音波診断治療装置 | |
| Choi et al. | A tissue mimicking polyacrylamide hydrogel phantom for visualizing thermal lesions generated by high intensity focused ultrasound | |
| JP4630127B2 (ja) | 超音波診断治療装置 | |
| Zhang et al. | Ex vivo and in vivo monitoring and characterization of thermal lesions by high-intensity focused ultrasound and microwave ablation using ultrasonic Nakagami imaging | |
| JP4279328B2 (ja) | 超音波撮像システム | |
| KR20130020421A (ko) | 초음파를 이용하여 치료부위의 온도를 모니터링하는 방법 및 장치, 초음파를 이용한 치료 및 진단 시스템 | |
| JP5953318B2 (ja) | 生体模擬ファントムおよび校正装置 | |
| Drakos et al. | Characterization of a soft tissue-mimicking agar/wood powder material for MRgFUS applications | |
| Zhang et al. | Feasibility of using ultrasonic Nakagami imaging for monitoring microwave-induced thermal lesion in ex vivo porcine liver | |
| JP5161955B2 (ja) | 超音波照射装置 | |
| JP5653447B2 (ja) | 生体模擬ファントムおよび校正装置 | |
| Han et al. | Nakagami-m parametric imaging for characterization of thermal coagulation and cavitation erosion induced by HIFU | |
| JP2001190587A (ja) | 超音波治療装置 | |
| Manaf et al. | Feasibility of A-mode ultrasound attenuation as a monitoring method of local hyperthermia treatment | |
| Park et al. | Reusable ultrasonic tissue mimicking hydrogels containing nonionic surface-active agents for visualizing thermal lesions | |
| JP4648983B1 (ja) | 超音波診断・治療装置 | |
| King et al. | Preliminary results using ultrasound transmission for image-guided thermal therapy | |
| Li et al. | Effects of skull properties on transcranial focused ultrasound transmission | |
| Rühm et al. | ICG-assisted blood vessel detection during stereotactic neurosurgery: simulation study on excitation power limitations due to thermal effects in human brain tissue | |
| Zheng et al. | A targeting method based on acoustic backscatter for treatment planning in tissue ablation using focused ultrasound | |
| Eranki | Image-Guided High Intensity Focused Ultrasound-based Boiling Histotripsy for Treatment of Neuroblastoma | |
| Geoghegan | Monitoring Focal Laser Ablation of Prostate Cancer with Interstitial Thermal and Optical Probes | |
| Kun et al. | A comparison of HIFU-induced lesion size measurement based on gross histological examination and image of bovine thigh in vitro |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140325 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140521 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140617 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140912 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20140924 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141021 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141118 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5653447 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |