集束超音波による腫瘍アブレーションソリューション

概要

集束超音波は、低侵襲の腫瘍治療における中核技術です。トランスデューサーを通じて低エネルギーの超音波を集束させ、音響エネルギーを熱に変換して腫瘍を凝固壊死させることで、真の非侵襲治療を実現します。

しかし、超音波が人体組織を通過して標的部位に到達するまでには、生体組織内での音響減衰、散乱、反射、インピーダンス不整合の影響を大きく受けます。これらの要因に加え、エネルギー伝達を妨げる解剖学的な障壁も大きな課題となります。

これらを克服するために、高出力のトランスデューサーアレイを、リアルタイムの画像ガイドおよび動的なパラメーター調整と組み合わせて使用します。音響シミュレーションと治療計画システムに基づく最適化戦略によって効率的な熱アブレーションが可能となり、集束超音波は精密な腫瘍治療の重要な方向性となっています。

推奨製品

ソリューションの特長

• マルチモーダルの画像ガイドシステムに対応

• 超高出力とエネルギーの精密制御

• デジタルゲイン調整に対応した治療プロトコル

• 組織に適応するインピーダンス整合技術

テストソリューション

• 高強度超音波：ピーク電力 ≥500W、焦点強度 ≥100W/cm²、組織透過深さ10cm

• 精密制御：AIによるリアルタイムフィードバック、高調波歪み ≤0.1%、SNR ≥35dB

• リモートターゲティング：全パラメーターを遠隔操作可能、MRI／超音波ガイドに対する偏差 ≤1mm

• 広帯域性能：100kHz～20MHz、振幅リップル ≤±1dB、位相歪み <5°/MHz

応用事例1：集束超音波による腫瘍アブレーション

近年、腫瘍の罹患率と死亡率は上昇を続けています。放射線治療や化学療法などの従来の治療法は重い副作用を伴うことが多く、患者の生活の質を大きく損なうため、根本的に新しい治療法が強く求められています。

高強度集束超音波（HIFU）は、現在のところ唯一の真に非侵襲的な治療法とされています。この技術では、高電圧パワーアンプで集束トランスデューサーを駆動して高出力の超音波を発生させ、数秒のうちに局所的な高温の焦点領域を形成します。これにより標的組織の切開やアブレーションを行い、目的の治療効果を得ます。

応用事例2：安全保護機能を備えた深部腫瘍精密アブレーションのための多次元超音波技術の開発

固形腫瘍の精密なアブレーションという臨床ニーズに応えるため、ATA-8000の高出力ドライバープラットフォームをベースとした多次元超音波エネルギー制御システムを開発しました。このシステムは、低周波による深部透過、高周波による集束、動的な電力バランス調整、反射電力のリアルタイム遮断、熱場シミュレーションという5つの中核技術を1つにまとめたものです。

肝臓がんや膵臓がんなど、深部にあり高リスクな腫瘍向けに専用の治療用トランスデューサーを設計・製作しました。低周波透過シリーズ（100～300kHz）と高周波精密シリーズ（1～10MHz）を用意し、複雑な解剖学的環境における治療の適応性と安全性を大きく向上させています。

血管や神経に隣接する腫瘍を安全にアブレーションするため、電磁・音響融合モニタリングシステムを開発しました。リアルタイムの温度フィードバック、音響インピーダンスのモニタリング、組織ひずみの追跡を組み合わせた複合センサープローブを設計・製作し、アブレーション全体を通じてエネルギーの付与と組織の応答を動的に閉ループ制御できるようにしました。