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公開番号2024127758
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2024009744
出願日2024-01-25
発明の名称超音波ファントム及び超音波ファントムの製造方法
出願人キヤノン株式会社,キヤノンメディカルシステムズ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類A61B 8/00 20060101AFI20240912BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】低いヤング率を制御可能で、かつ圧縮ひずみに強く、繰り返し使用可能な超音波ファントム及びその製造方法。
【解決手段】ハイドロゲルからなる超音波ファントムであって、前記ハイドロゲルが、水と、主鎖にグルコース残基、側鎖にマンノース残基とグルクロン酸残基を含む第1の多糖類と、主鎖にマンノース残基、側鎖にガラクトース残基を含む第2の多糖類とを含有し、前記ハイドロゲルのヤング率が、0.1kPa以上、5.0kPa以下である、超音波ファントム。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ハイドロゲルからなる超音波ファントムであって、
前記ハイドロゲルが、
水と、主鎖にグルコース残基、側鎖にマンノース残基とグルクロン酸残基を含む第１の多糖類と、主鎖にマンノース残基、側鎖にガラクトース残基を含む第２の多糖類とを含有し、
前記ハイドロゲルのヤング率が、０．１ｋＰａ以上、５．０ｋＰａ以下である、
超音波ファントム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記超音波ファントムを圧縮したときに、０％以上５０％以下の圧縮ひずみにおいて、圧縮応力が単調増加する、請求項１に記載の超音波ファントム。
【請求項３】
前記第１の多糖類は、前記グルコース残基の数に対する前記マンノース残基の数の比が、０．８以上１．２以下であり、かつ、前記グルコース残基の数に対する前記グルクロン酸残基の数の比が、０．４以上０．６以下である、請求項１に記載の超音波ファントム。
【請求項４】
前記第２の多糖類は、前記マンノース残基の数に対する前記ガラクトース残基の数の比が、０．２以上０．４以下である、請求項１に記載の超音波ファントム。
【請求項５】
前記第２の多糖類は、前記マンノース残基の数に対する前記ガラクトース残基の数の比が、０．２以上０．３以下である、請求項４に記載の超音波ファントム。
【請求項６】
前記ハイドロゲルは、水９４質量部に対して、前記第１の多糖類が０．３質量部以上であり、前記第２の多糖類が０．３質量部以上であり、第１の多糖類と第２の多糖類の合計が０．６質量部以上３．０質量部以下である、請求項１に記載の超音波ファントム。
【請求項７】
前記ハイドロゲルは、前記第１の多糖類に対する前記第２の多糖類の質量比が、０．３３以上３．００以下である、請求項６に記載の超音波ファントム。
【請求項８】
前記ハイドロゲルは、ゾル化温度以上に昇温して得られる混合物のゾル液を、７０℃における回転式粘度計で測定した粘度において、回転速度が０．１ｓｅｃ
－１
のときの粘度が、３Ｐａ・ｓ以上、３００Ｐａ・ｓ以下であり、回転速度が０．１ｓｅｃ
－１
のときの粘度が、回転速度が１．０ｓｅｃ
－１
のときの粘度に対して３．０倍以上である、請求項１に記載の超音波ファントム。
【請求項９】
前記ハイドロゲルと接し前記ハイドロゲルの形状を保持する保持部を有して前記ハイドロゲルを収容する容器を、さらに有する請求項１に記載の超音波ファントム。
【請求項１０】
前記ハイドロゲルは、音響プローブと音響的に結合するための音響結合面を有し、前記容器は、前記音響結合面とは異なる位置において、前記保持部を有する、請求項９に記載の超音波ファントム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、超音波ファントム及び超音波ファントムの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
音響波診断装置、磁気共鳴画像化診断装置、Ｘ線画像診断装置、近赤外光イメージング装置などの医用画像診断機器は、音波、電磁波等を観察したい部位に照射し、反射、透過した音波、電磁波を観測することによって診断を行っている。生体の音波、電磁波等の反射・吸収特性を模擬した生体組織近似ファントムは、上記の画像診断装置の較正や、測定範囲の拡大のために使用されている。
【０００３】
超音波診断装置は、観測部位の超音波の反射波を観測し、内部の状態を画像化できる診断装置である。さらに、シェアウェーブエラストグラフィ法と呼ばれる、観測部位のヤング率を定量化できる評価方法も知られている。具体的な方法の１つは、観測部位を加振して、発生したせん断波の伝搬速度分布を測定することによって、ヤング率の分布を画像化する方法である。
一方、良好な画像を得るためには、観測部位と測定装置のプローブが密着している必要がある。そのため、観測部位が大きく変形するほど、測定プローブを押し付けることが頻繁に起こる。
特許文献１は、グルコマンナンを主成分、多糖類ガムを残余成分として混合した熱可逆性のハイドロゲルと、グルコマンナンとアルカリ性成分を混合して作られる、熱不可逆性ハイドロゲルから構成された生体模擬ファントムが開示されている。この生体模擬ファントムは、機械強度が強く、弾性力を有し、引き裂き強度が高いために、容易に壊れることの無い特徴を持ち、超音波診断装置の較正に用いられるだけでなく、操作技術の習得のために針等の挿入にも繰り返し使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００２－３６０５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、水と多糖類から構成されるハイドロゲルは、音速が生体に近く、音響減衰が低いため、超音波診断装置用の生体模擬材料として特に適している。しかし、多糖類を用いたハイドロゲルは、多糖類を一定濃度以上含まないとゲル化しない特性があるため、低い領域のヤング率を制御することが難しい。また、多糖類の種類によっては、低い圧縮ひずみによって、容易にゲルの破壊が起こってしまい、繰り返しの使用に耐えられない欠点がある。
【０００６】
特許文献１に開示されている、グルコマンナンを主成分としたハイドロゲルは、壊れやすさに関する具体的な実測データは開示されていない。また、同様にヤング率に関する具体的な実測データも開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態に係る超音波ファントムは、
ハイドロゲルからなる超音波ファントムであって、
前記ハイドロゲルが、
水と、主鎖にグルコース残基、側鎖にマンノース残基とグルクロン酸残基を含む第１の多糖類と、主鎖にマンノース残基、側鎖にガラクトース残基を含む第２の多糖類とを含有し、
前記ハイドロゲルのヤング率が０．１ｋＰａ以上、５．０ｋＰａ以下である、超音波ファントムである。
【発明の効果】
【０００８】
本開示は、低いヤング率を制御可能で、かつ圧縮ひずみに強く、繰り返し使用可能な超音波ファントム及び超音波ファントムの製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の超音波ファントムの製造方法の一例を示すフローチャートである。
ハイドロゲルの圧縮ひずみ－応力曲線のグラフの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示において、数値範囲を表す「ＸＸ以上ＹＹ以下」や「ＸＸ～ＹＹ」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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