［招待講演］集束超音波治療の工学的基礎

摘要

強力集束超音波治療，特に加熱凝固治療を中心としてその理工学的基礎について述べる．超音波のもつエネルギーは分子レベルでは希薄であるが，それを熱として蓄積することにより，生体組織に不可逆変化をもたらすことができる．強力集束超音波（HIFU）による治療はその応用に相当する．超音波エネルギーが熱に変換される効率すなわち吸収係数は，生体組織の場合，超音波周波数におよそ比例するので，超音波が治療目的組織まで生体中を伝播する距離に応じて，周波数を選択する必要がある．また，超音波照射時間を，熱伝導による拡散が目立たない時間内に設定すれば，集束超音波の空間的選択性を生かすことができる．一方，治療目的外組織の過熱を防ぐには，血液潜流による冷却のための休止時間をおく必要があり，これがHIFU治療のスループットを低めている．これらをできる限り原理から説明するとともに，治療スループットを向上させる研究についても言及する．