(57)【要約】【課題】超音波検査手技の訓練に適したリアルな触感を備え、かつ取り扱い性に優れた超音波検査用ファントムの提供。【解決手段】水と、ポリマーと、鉱物とを含むハイドロゲルを含む超音波検査用ファントムである。比表面積が５０ｍ２／ｇ以上である金属酸化物を含有する態様、前記金属酸化物がシリカである態様、前記金属酸化物がアルミナ含有シリカである態様、生体組織に生じた病変部を模した疑似病変部を備える態様などが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と、ポリマーと、鉱物とを含むハイドロゲルを含むことを特徴とする超音波検査用ファントム。
【請求項２】
比表面積が５０ｍ２／ｇ以上である金属酸化物を含有する請求項１に記載の超音波検査用ファントム。
【請求項３】
前記金属酸化物がシリカである請求項２に記載の超音波検査用ファントム。
【請求項４】
前記金属酸化物がアルミナ含有シリカである請求項２に記載の超音波検査用ファントム。
【請求項５】
生体組織に生じた病変部を模した疑似病変部を備える請求項１から４のいずれかに記載の超音波検査用ファントム。
【請求項６】
前記疑似病変部は、ファントム本体よりも超音波伝達性が低い請求項５に記載の超音波検査用ファントム。
【請求項７】
前記疑似病変部が、比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上である金属酸化物を含有する請求項６に記載の超音波検査用ファントム。
【請求項８】
前記金属酸化物がシリカである請求項７に記載の超音波検査用ファントム。
【請求項９】
前記金属酸化物がアルミナ含有シリカである請求項７に記載の超音波検査用ファントム。
【請求項１０】
自己治癒性を有する請求項１から９のいずれかに記載の超音波検査用ファントム。
【請求項１１】
超音波検査の穿刺処理の訓練に用いられる請求項１から１０のいずれかに記載の超音波検査用ファントム。
【請求項１２】
水、鉱物、及び重合性モノマーを含有するファントム形成用液体材料を用いて超音波検査用ファントムを製造することを特徴とする超音波検査用ファントムの製造方法。
【請求項１３】
前記ファントム形成用液体材料を型に流し込み、硬化させて形成する請求項１２に記載の超音波検査用ファントムの製造方法。
【請求項１４】
前記ファントム形成用液体材料を用い、三次元プリンターにて超音波検査用ファントムを造形する請求項１２に記載の超音波検査用ファントムの製造方法。
【請求項１５】
前記三次元プリンターが、インクジェット方式の三次元プリンター、及び光造形方式の三次元プリンターのいずれかである請求項１４に記載の超音波検査用ファントムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波検査用ファントム及び超音波検査用ファントムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体の臓器に生じた病変部を検査する際には、超音波検査装置が用いられている。また、事前に超音波検査装置を使った訓練のために、生体組織を模した超音波検査用ファントムが用いられている（例えば、特許文献１〜３参照）。
超音波検査用ファントムを構成する材料としては、例えば、ポリビニルアルコール（例えば、特許文献１参照）、ポリアクリルアミドを含むゲル（例えば、特許文献２参照）、透明性シリコーンゲルアクリル系樹脂を構成材料の１つとするゲル状材料（例えば、特許文献３参照）などが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、超音波検査手技の訓練に適したリアルな触感を備え、かつ取り扱い性に優れた超音波検査用ファントムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するための手段としての本発明の超音波検査用ファントムは、水と、ポリマーと、鉱物とを含むハイドロゲルを含む。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によると、超音波検査手技の訓練に適したリアルな触感を備え、かつ取り扱い性に優れた超音波検査用ファントムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、鉱物としての水膨潤性層状粘土鉱物、及び水膨潤性層状粘土鉱物を水中で分散させた状態の一例を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の超音波検査用ファントムを成型するために使用する型の一例を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の超音波検査用ファントムを成型するために使用する型の他の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、型から取り出した本発明の超音波検査用ファントムの一例を示す概略図である。
【図５】図５は、本発明の超音波検査用ファントムの他の一例を示す概略図である。
【図６】図６は、超音波検査用ファントムを作製するための三次元プリンターの概略図である。
【図７】図７は、三次元プリンターで作製した超音波検査用ファントムをサポート材から剥離した概略図である。
【図８】図８は、超音波検査用ファントムを作製するための別方式の三次元プリンターの概略図である。
【図９】図９は、実施例１で作製した超音波検査用ファントムの超音波画像である。
【図１０】図１０は、人体の胃の内部に腫瘍ができた状態を示す超音波画像である。
【図１１】図１１は、三次元プリンターで直接造形した腎臓型超音波検査用ファントムである。
【図１２】図１２は、図１１の腎臓型超音波検査用ファントムの超音波画像である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（超音波検査用ファントム）
本発明の超音波検査用ファントムは、水と、ポリマーと、鉱物とを含むハイドロゲルを含み、更に必要に応じてその他の成分を含む。
【０００８】
超音波検査装置は、一般的に、超音波を発生させ（送信し）、超音波が病変部で反射した超音波（エコー）を受信するプローブ（探触子）と、プローブを介して受信したデータを処理する処理部と、処理部によって処理されたデータを画像として表示するモニタ（ディスプレイ）とで構成されている。
超音波検査装置を用いた病変部検査では、モニタに表示された画像から病変部を観察しつつ、病変部に対し、例えば、穿刺針で穿刺する等の処理（処置）を施す。
穿刺針による穿刺処理は、事前に、生体組織を模した超音波検査用ファントムを用いて訓練することが望ましい。このような訓練に値する超音波検査用ファントムとしては、例えば、（１）超音波ガイド下の画像が、実際に生体組織を用いた場合の画像に類似していること、（２）正常部と病理部の明確な区別がつくこと、（３）穿刺針等によって病理部の成分が採取可能であること、（４）穿刺針等の穿刺に際して、人体の触感に近いこと、（５）可能であれば繰り返し使用ができること、などの特性及び機能を満たすことが必要である。
したがって、本発明においては、水と、ポリマーと、鉱物とを含むハイドロゲルを含み、超音波ガイド下で訓練を行う場合に必要な特性をすべて兼ね備え、かつ取り扱い性に優れた超音波検査用ファントムを提供することができる。また、本発明によると、穿刺処理などが繰り返し可能である超音波検査用ファントムを提供することができる。
【０００９】
超音波検査用ファントムは、溶媒に分散された鉱物と、重合性モノマーが重合したポリマーとが複合化して形成された三次元網目構造の中に、水が包含されているハイドロゲルからなることが好ましい。
【００１０】
＜ポリマー＞
ポリマーとしては、例えば、アミド基、アミノ基、水酸基、テトラメチルアンモニウム基、シラノール基、エポキシ基などを有するポリマーが挙げられ、水溶性であってもよい。
本発明において、ポリマーの水溶性とは、例えば、３０℃の水１００ｇに該ポリマーを１ｇ混合して撹拌したとき、その９０質量％以上が溶解するものを意味する。
ポリマーは、ホモポリマー（単独重合体）であってもよいし、ヘテロポリマー（共重合体）であってもよく、また、変性されていてもよいし、公知の官能基が導入されていてもよく、また塩の形態であってもよい。
ポリマーは、重合性モノマーを重合させることにより得られる。
【００１１】
＜水＞
水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水を用いることができる。
水には、保湿性付与、抗菌性付与、導電性付与、硬度調整などの目的に応じて有機溶媒等のその他の成分を溶解乃至分散させてもよい。
【００１２】
＜鉱物＞
鉱物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水膨潤性層状粘土鉱物などが挙げられる。例えば、図１は、鉱物としての水膨潤性層状粘土鉱物、及び水膨潤性層状粘土鉱物を水中で分散させた状態の一例を示す模式図である。
図１の上図に示すように、水膨潤性層状粘土鉱物は、単一層の状態で水に分散されており、単位格子を結晶内に持つ二次元円盤状の結晶が積み重なった状態を呈している。更に、図１の上図の水膨潤性層状粘土鉱物を水中で分散させると、図１の下図に示すように、各単一層が分離して、複数の二次元円盤状の結晶となる。
水膨潤性層状粘土鉱物としては、例えば、水膨潤性スメクタイト、水膨潤性雲母などが挙げられる。より具体的には、ナトリウムを層間イオンとして含む水膨潤性ヘクトライト、水膨潤性モンモリナイト、水膨潤性サポナイト、水膨潤性合成雲母などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、高弾性の超音波検査用ファントムが得られる点から、水膨潤性ヘクトライトが好ましい。
水膨潤性ヘクトライトは、適宜合成したものであってもよいし、市販品であってもよい。市販品としては、例えば、合成ヘクトライト（ラポナイトＸＬＧ、ＲｏｃｋＷｏｏｄ社製）、ＳＷＮ（Ｃｏｏｐ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｌｔｄ．製）、フッ素化ヘクトライトＳＷＦ（Ｃｏｏｐ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｌｔｄ．製）などが挙げられる。これらの中でも、超音波検査用ファントムの弾性率の点から、合成ヘクトライトが好ましい。
水膨潤性とは、図１に示すように層状粘土鉱物の各単一層の間に水分子が挿入され、水中に分散されることを意味する。
鉱物の含有量は、超音波検査用ファントムの弾性率及び硬度の点から、超音波検査用ファントムの全量に対して、１質量％以上４０質量％以下が好ましく、１質量％以上２５質量％以下がより好ましい。
【００１３】
＜有機溶媒＞
有機溶媒は、超音波検査用ファントムの保湿性を高めるために含有される。
有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等の炭素数１〜４のアルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、メチルエチルケトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトンアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；エチレングリコール、プロピレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオグリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン等の多価アルコール類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類；エチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルコールエーテル類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、保湿性の点から、多価アルコールが好ましく、グリセリン、プロピレングルコールがより好ましい。
有機溶媒の含有量は、超音波検査用ファントムの全量に対して、１０質量％以上５０質量％以下が好ましい。有機溶媒の含有量が１０質量％以上であると、乾燥防止の効果が十分に得られる。また、有機溶媒の含有量が５０質量％以下であると、層状粘土鉱物が均一に分散される。
【００１４】
＜金属酸化物＞
本発明の超音波検査用ファントムは、超音波検査装置の超音波伝搬速度をコントロールするために、金属酸化物粒子を添加することが好ましい。金属酸化物粒子によって超音波を散乱させ、超音波映像（エコー像）にコントラスをつけるためである。
金属酸化物は散乱体として用いるため、粒子と周りの材料との接触界面が大きくなるほど有利であり、比表面積として５０ｍ２／ｇ以上の金属酸化物粒子を用いることが好ましい。金属酸化物の比表面積は、５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下がより好ましい。
比表面積は、例えば、ガス吸着法（ＢＥＴ法）により測定することができる。
金属酸化物としては、比表面積が５０ｍ２／ｇ以上であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリカ、アルミナ含有シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、ジルコニア、又は金属酸化物の複合体などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、シリカ、アルミナ含有シリカが好ましい。
これら金属酸化物は、ハイドロゲル中に分散されるため、表面が親水性である粒子が有効に用いられる。
金属酸化物の含有量は、超音波検査用ファントムの全量に対して、１質量％〜５質量％が好ましい。
【００１５】
＜その他の成分＞
その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸等のホスホン酸化合物、安定化剤、表面処理剤、重合開始剤、着色剤、粘度調整剤、接着性付与剤、酸化防止剤、老化防止剤、架橋促進剤、紫外線吸収剤、可塑剤、防腐剤、分散剤などが挙げられる。
【００１６】
本発明で用いるハイドロゲルは、ポリマーと水を主成分として構成されることから、そもそも人体の組成に近いため、超音波の伝搬速度は人体の値に近い。
人体において、体液で満たされている空洞部や水組成がリッチな領域は、超音波映像（エコー像）では黒く映る。もちろん、ハイドロゲル単体でもこれらを再現して黒く映すことができる。骨や脂質領域は白く映り、各種臓器などは白と黒の中間になる。
ハイドロゲルに、適当量の金属酸化物を添加することにより、超音波伝搬速度を任意にコントロールでき、超音波映像にコントラストを付与できる。ハイドロゲルに金属酸化物を添加しない場合は黒いエコー像が得られるが、ハイドロゲルに金属酸化物の添加を増加させると共に、灰色〜白色の方向にシフトする。
【００１７】
本発明の超音波検査用ファントムは、超音波検査の穿刺処理等の訓練に用いる点から、生体組織に生じた病変部を模した疑似病変部を備えることが好ましい。
疑似病変部は、超音波検査用ファントム本体よりも超音波伝達性が低いことが好ましい。
疑似病変部は、比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上である金属酸化物を含有することが好ましい。
金属酸化物としては、比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリカ、アルミナ含有シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、ジルコニア、又は金属酸化物の複合体などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、シリカ、アルミナ含有シリカが好ましい。
【００１８】
本発明の超音波検査用ファントムは、ポリマーと水に鉱物を加えたハイドロゲルから構成される。この構成のハイドロゲルは、鉱物の添加により一般的なハイドロゲルに対して、下記２つの特徴を付与することができる。
１つは、強度や靱性をコントロールできる。本発明に含まれるハイドロゲルは、水に対するポリマーや鉱物の含有比率を変えられるので、対象とする臓器などの触感に近づけることができ、トレーニングの際にリアルな感覚を得ることができる。
もう１つは、自己治癒性の付与である。穿刺処理等のトレーニングに用いられる場合、穿刺処理等により検体が摘出された部分に穴が開いてしまうので、一般的なファントムは使い捨てにされる。一方、本発明に含まれるハイドロゲルは、鉱物の層間に形成されるポリマーネットワークの作用により、切断されたネットワークが時間の経過により修復される機能を有する。このため、一度使用したファントムも、繰り返しの使用が可能となる。
更に、本発明の超音波検査用ファントムは、前駆体を三次元プリンターにて直接造形することが可能である。このため、狙いの特定形状なども任意に造形することが可能である。
このように、本発明で用いられるハイドロゲルは、超音波検査用ファントムの材料として従来にない機能を有し、非常に最適な材料である。
【００１９】
（超音波検査用ファントムの製造方法）
本発明の超音波検査用ファントムの製造方法は、水、鉱物、及び重合性モノマーを含有するファントム形成用液体材料を用いて超音波検査用ファントムを製造するものである。
【００２０】
＜ファントム形成用液体材料＞
ファントム形成用液体材料は、水、鉱物、及び重合性モノマーを含有し、有機溶媒、金属酸化物を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
水、鉱物、有機溶媒、金属酸化物、及びその他の成分としては、上記超音波検査用ファントムと同様のものを用いることができる。
【００２１】
−重合性モノマー−
重合性モノマーは、不飽和炭素−炭素結合を１つ以上有する化合物であり、例えば、単官能モノマー、多官能モノマーなどが挙げられる。更に、多官能モノマーとして、２官能モノマー、３官能モノマー、４官能以上のモノマーなどが挙げられる。
【００２２】
単官能モノマーは、不飽和炭素−炭素結合を１つ有する化合物であり、例えば、アクリルアミド、Ｎ−置換アクリルアミド誘導体、Ｎ，Ｎ−ジ置換アクリルアミド誘導体、Ｎ−置換メタクリルアミド誘導体、Ｎ，Ｎ−ジ置換メタクリルアミド誘導体、その他の単官能モノマーなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
Ｎ−置換アクリルアミド誘導体、Ｎ，Ｎ−ジ置換アクリルアミド誘導体、Ｎ−置換メタクリルアミド誘導体、又はＮ，Ｎ−ジ置換メタクリルアミド誘導体としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡＡ）、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドなどが挙げられる。
その他の単官能モノマーとしては、例えば、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート（ＥＨＡ）、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート（ＨＥＡ）、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート（ＨＰＡ）、アクリロイルモルホリン（ＡＣＭＯ）、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、３−メトキシブチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、２−フェノキシエチル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、カプロラクトン（メタ）アクリレート、エトキシ化ノニルフェノール（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
単官能モノマーを重合させることにより、アミド基、アミノ基、水酸基、テトラメチルアンモニウム基、シラノール基、エポキシ基などを有する水溶性有機ポリマーが得られる。
アミド基、アミノ基、水酸基、テトラメチルアンモニウム基、シラノール基、エポキシ基などを有する水溶性有機ポリマーは、超音波検査用ファントムの強度を保つために有利な構成成分である。
単官能モノマーの含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ファントム形成用液体材料の全量に対して、１質量％以上１０質量％以下が好ましく、１質量％以上５質量％以下がより好ましい。単官能モノマーの含有量が、１質量％以上１０質量％以下の範囲であると、ファントム形成用液体材料中の層状粘土鉱物の分散安定性が保たれ、かつ超音波検査用ファントムの延伸性を向上させるという利点がある。延伸性とは、超音波検査用ファントムを引っ張った際に伸び、破断しない特性のことを言う。
【００２３】
２官能モノマーとしては、例えば、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート，テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート，ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールヒドロキシピバリン酸エステルジ（メタ）アクリレート（ＭＡＮＤＡ）、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ（メタ）アクリレート（ＨＰＮＤＡ）、１，３−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート（ＢＧＤＡ）、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート（ＢＵＤＡ）、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート（ＨＤＤＡ）、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート（ＤＥＧＤＡ）、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート（ＮＰＧＤＡ）、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート（ＴＰＧＤＡ）、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、エトキシ変性ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール２００ジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール４００ジ（メタ）アクリレート、メチレンビスアクリルアミドなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２４】
３官能モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート（ＴＭＰＴＡ）、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート（ＰＥＴＡ）、トリアリルイソシアネート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート，プロポキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化グリセリルトリ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２５】
４官能以上のモノマーとしては、例えば、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタ（メタ）アクリレートエステル、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート（ＤＰＨＡ）などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２６】
多官能モノマーの含有量は、ファントム形成用液体材料の全量に対して、０．００１質量％以上１質量％以下が好ましく、０．０１質量％以上０．５質量％以下がより好ましい。多官能モノマーの含有量が、０．００１質量％以上１質量％以下の範囲であると、得られる超音波検査用ファントムの弾性率や硬度を適正な範囲に調整することができる。
【００２７】
ファントム形成用液体材料は、重合開始剤を用いて硬化させることが好ましい。重合開始剤は、ファントム形成用液体材料中に添加して使用される。
【００２８】
−重合開始剤−
重合開始剤としては、例えば、熱重合開始剤、光重合開始剤などが挙げられる。
熱重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アゾ系開始剤、過酸化物開始剤、過硫酸塩開始剤、レドックス（酸化還元）開始剤などが挙げられる。
【００２９】
アゾ系開始剤としては、例えば、ＶＡ−０４４、ＶＡ−４６Ｂ、Ｖ−５０、ＶＡ−０５７、ＶＡ−０６１、ＶＡ−０６７、ＶＡ−０８６、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）（ＶＡＺＯ  ３３）、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩（ＶＡＺＯ  ５０）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）（ＶＡＺＯ  ５２）、２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）（ＶＡＺＯ  ６４）、２，２’−アゾビス−２−メチルブチロニトリル（ＶＡＺＯ  ６７）、１，１−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボニトリル）（ＶＡＺＯ  ８８）（いずれもＤｕＰｏｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から入手可能）、２，２’−アゾビス（２−シクロプロピルプロピオニトリル）、２，２’−アゾビス（メチルイソブチレ−ト）（Ｖ−６０１）（和光純薬工業株式会社より入手可能）などが挙げられる。
【００３０】
過酸化物開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化ラウロイル、過酸化デカノイル、ジセチルパーオキシジカーボネート、ジ（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート（Ｐｅｒｋａｄｏｘ  １６Ｓ）（Ａｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌ社から入手可能）、ジ（２−エチルヘキシル）パーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート（Ｌｕｐｅｒｓｏｌ  １１）（Ｅｌｆ  Ａｔｏｃｈｅｍ社から入手可能）、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート（Ｔｒｉｇｏｎｏｘ  ２１−Ｃ５０）（Ａｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌ社から入手可能）、過酸化ジクミルなどが挙げられる。
【００３１】
過硫酸塩開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウムなどが挙げられる。
レドックス（酸化還元）開始剤としては、例えば、過硫酸塩開始剤とメタ亜硫酸水素ナトリウム及び亜硫酸水素ナトリウムのような還元剤との組み合わせ、有機過酸化物と第３級アミンに基づく系（例えば、過酸化ベンゾイルとジメチルアニリンに基づく系）、有機ヒドロパーオキシドと遷移金属に基づく系（例えば、クメンヒドロパーオキシドとコバルトナフテートに基づく系）などが挙げられる。
【００３２】
光重合開始剤としては、光（特に波長２２０ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線）の照射によりラジカルを生成する任意の物質を用いることができる。
光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ’−ジクロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−ｎ−プロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン−ｎ−ブチルエーテル、ベンジルメチルケタール、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、メチルベンゾイルフォーメート、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルペルオキシド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシドなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
なお、テトラメチルエチレンジアミンは、アクリルアミドをポリアクリルアミドゲルとする重合・ゲル化反応の開始剤として用いられる。
【００３３】
本発明の超音波検査用ファントムの製造方法としては、大きく分けて、型を用いて形成する方法と、三次元プリンターを用いて直接形成する方法との２つの方法がある。
【００３４】
＜型を用いて形成する方法＞
型を用いて形成する方法は、ファントム形成用液体材料を型に流し込み、硬化させる方法である。
所望の形状の超音波検査用ファントムを作製するために、狙いの形状の型を準備する。例えば、図２に示すような直方体１０１、又は図３に示すような円柱１０２の場合には、それに応じた型を準備して、ファントム形成用液体材料を注入する。
熱重合開始剤を用いて硬化する場合には、開始剤の種類に応じて反応温度を制御する。ファントム形成用液体材料を注入し、密閉して空気（酸素）を遮断した後、室温もしくは所定温度に加温して重合反応を進行させる。
重合が完了した後、型から取り出すことにより、超音波検査用ファントム１０１が形成される（図４参照）。
また、内部に組成（超音波伝搬速度）の異なる部位を形成する場合には、別途、作製した部位１０４を図３に示すような型にセットして、ファントム形成用液体材料を注入し、硬化させることにより、図５に示すような内部に組成（超音波伝搬速度）の異なる部位を有する超音波検査用ファントム１０３が形成される。
光重合開始剤を用いて硬化する場合には、硬化手段として、紫外線等のエネルギー線をファントム形成用液体材料に照射する必要がある。このため、使用する型はエネルギー線に対して透明な材質で構成される。このような型に注入し、密閉して空気（酸素）を遮断した後、型の外側からエネルギー線を照射する。このようにして重合が完了した後、型から取り出すことにより、超音波検査用ファントムが形成される。
【００３５】
図４及び図５のように、比較的単純な形状の超音波検査用ファントムでなく、例えば、臓器の形状を模したような外観の超音波検査用ファントムを形成する場合、使用する型は、三次元プリンターを用いて作製することが好ましい。
三次元プリンターとしては、特に方式を限定するものではないが、ファントム形成用液体材料を注入して硬化させるものであるから、ファントム形成用液体材料の漏れの無いような材質や方式で形成することが好ましく、インクジェット（マテリアルジェット）方式、光造形方式、レーザー焼結方式などが好適に用いられる。
例えば、内蔵形状に合わせた型を作製する場合、内蔵のＣＴデータを取得し、これを元にオスメスの型を作製できるように三次元（３Ｄ）データに変換する。この３Ｄデータを基に、三次元プリンターにて直接、超音波検査用ファントムを作製する。
ファントム形成用液体材料を、所望の形状データに基づき、三次元プリンターにて作製した型に流し込み、硬化させて形成することが好ましい。
【００３６】
＜三次元プリンターを用いて直接形成する方法＞
三次元プリンターを用いた造形は、ファントム形成用液体材料を用い、三次元プリンターにて直接造形するものである。
三次元プリンターが、インクジェット方式の三次元プリンター、又は光造形方式の三次元プリンターであることが好ましい。これらの方法を用いると、組成分布や形状制御を行うことができ、所望の形状や物性を有する超音波検査用ファントムを形成することができる。
三次元プリンターは、ファントムの材料を印字できる方式が好ましく、インクジェット（マテリアルジェット）方式、あるいはディスペンサー方式にてインクを吐出し、ＵＶ光により硬化する方式が有効に用いられる。こちらの方法の場合、超音波検査用ファントムを形成する材料を複数用いることができるため、超音波検査用ファントム全体を同一組成ではなく、組成に分布を設けることが可能になる。特に、超音波の伝搬速度をコントロールできるような組成分布を設けることができる。これは、正常細胞でない部分を再現する場合に、有効な手法である。
【００３７】
例えば、図６は、インクジェット（ＩＪ）方式の三次元プリンター１０を示す。インクジェットヘッドを配列したヘッドユニットを用いて、造形体用液体材料噴射ヘッドユニット１１からファントム形成用液体材料を、支持体用液体材料噴射ヘッドユニット１２、１２から支持体形成用液体材料を噴射し、隣接した紫外線照射機１３、１３でファントム形成用液体材料及び支持体形成用液体材料を硬化しながら積層する。更に、三次元プリンター１０は、造形体支持基板１４と、平滑化部材１６が含まれる。
液体材料噴射ヘッドユニット１１、１２及び紫外線照射機１３と、造形体（超音波検査用ファントム）１７及び支持体１８とのギャップを一定に保つため、積層回数に合わせて、ステージ１５を下げながら積層する。
三次元プリンター１０では、紫外線照射機１３、１３は矢印Ａ、Ｂいずれの方向に移動する際も使用し、その紫外線照射に伴って発生する熱により、積層された支持体形成用液体材料表面が平滑化され、結果として超音波検査用ファントムの寸法安定性が向上できる。
造形終了後、図７に示すように超音波検査用ファントム１７と支持体１８を水平方向に引っ張り剥離したところ、支持体１８は一体として剥離され、超音波検査用ファントム１７を容易に取り出すことができる。
【００３８】
また、図８に示すような光造形方式の三次元プリンターでは、ファントム形成液体材料を液槽２４に溜め、液槽の表面２７にレーザー光源２１により出射された紫外線レーザー光２３をレーザースキャナー２２から照射して、造形ステージ２６上に硬化物を作製する。造形ステージ２６はピストン２５の作動により降下し、これを順次繰り返し、造形物（超音波検査用ファントム）２８が得られる。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００４０】
（調製例１）
−ファントム形成用液体材料１の調製−
まず、純水７００質量部を攪拌させながら、鉱物として［Ｍｇ５．３４Ｌｉ０．６６Ｓｉ８Ｏ２０（ＯＨ）４］Ｎａ−０．６６の組成を有する合成ヘクトライト（ラポナイトＸＬＧ、ＲｏｃｋＷｏｏｄ社製）１３質量部を少しずつ添加し、更に１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸０．６質量部を添加し、攪拌して分散液を調製した。
次に、得られた分散液に、重合性モノマーとして、活性アルミナのカラムを通過させ重合禁止剤を除去したＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（和光純薬工業株式会社製）７質量部、アクリロイルモルホリン（東京化成工業株式会社製）３５質量部、及びメチレンビスアクリルアミド（東京化成工業株式会社製）０．５質量部、並びにグリセリン（東京化成工業株式会社製）１２０質量部を添加した。
次に、氷浴で冷却しながら、テトラメチルエチレンジアミン（和光純薬工業株式会社製）を１質量部添加して、攪拌混合の後減圧脱気を１０分間実施した。続いて、ろ過を行い、不純物等を除去し、均質なファントム形成用液体材料１を得た。
【００４１】
（調製例２）
−シアン顔料分散液の調製−
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下ロートを備えた１Ｌのフラスコ内を充分に窒素ガスで置換した後、スチレン１１．２ｇ、アクリル酸２．８ｇ、ラウリルメタクリレート１２．０ｇ、ポリエチレングリコールメタクリレート４．０ｇ、スチレンマクロマー４．０ｇ及びメルカプトエタノール０．４ｇを混合し、６５℃まで昇温した。次に、スチレン１００．８ｇ、アクリル酸２５．２ｇ、ラウリルメタクリレート１０８．０ｇ、ポリエチレングリコールメタクリレート３６．０ｇ、ヒドロキシルエチルメタクリレート６０．０ｇ、スチレンマクロマー３６．０ｇ、メルカプトエタノール３．６ｇ、アゾビスメチルバレロニトリル２．４ｇ、及びメチルエチルケトン１８ｇの混合溶液を２．５時間かけて、フラスコ内に滴下した後、アゾビスメチルバレロニトリル０．８ｇ及びメチルエチルケトン１８ｇの混合溶液を０．５時間かけて、フラスコ内に滴下し、６５℃で１時間熟成した。更に、アゾビスメチルバレロニトリル０．８ｇを添加し、１時間熟成した後、フラスコ内にメチルエチルケトン３６４ｇを添加し、５０質量％のポリマー溶液を８００ｇ得た。
ポリマー溶液２８ｇ、シアン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５）４２ｇ、１ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウム水溶液１３．６ｇ、メチルエチルケトン２０ｇ及びイオン交換水１３．６ｇを十分に攪拌した後、ロールミルを用いて混練し、ペーストを得た。次に、ペーストを純水２００ｇに投入し、充分に攪拌した後、エバポレータ用いて、メチルエチルケトン及び水を留去した。更に、平均孔径が５．０μｍのポリビニリデンフロライドメンブランフィルターを用いて加圧濾過し、顔料の含有量が１５質量％、固形分が２０質量％のシアン顔料分散液を得た。
【００４２】
−ファントム形成用液体材料２の調製−
純水１２０質量部を攪拌させながら、鉱物として［Ｍｇ５．３４Ｌｉ０．６６Ｓｉ８Ｏ２０（ＯＨ）４］Ｎａ−０．６６の組成を有する合成ヘクトライト（ラポナイトＸＬＧ、ＲｏｃｋＷｏｏｄ社製）１．７質量部を少しずつ添加し、更に１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸０．１質量部を添加し、攪拌して分散液を調製した。
次に、得られた分散液に、重合性モノマーとして、活性アルミナのカラムを通過させ重合禁止剤を除去したＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（和光純薬工業株式会社製）１質量部、アクリロイルモルホリン（東京化成工業株式会社製）５質量部、及びメチレンビスアクリルアミド（東京化成工業株式会社製）０．１質量部、並びにグリセリン（東京化成工業株式会社製）２０質量部を添加した。
次に、氷浴で冷却しながら、テトラメチルエチレンジアミン（和光純薬工業株式会社製）を１質量部、シリカ（日本アエロジル株式会社製、アエロジル２００）を３質量部、及び上記調製したシアン顔料分散液０．２質量部を添加して、攪拌混合の後、減圧脱気を１０分間実施した。続いて、ろ過を行い、不純物等を除去し、均質なファントム形成用液体材料２を得た。
【００４３】
（実施例１）
＜超音波検査用ファントムの作製＞
−ファントム（腫瘍部）の作製−
直径２０ｍｍの球状の腫瘍部が１０個同時に造形可能な型を準備した（図示せず）。
５０質量部のファントム形成用液体材料２に、ペルオキソ２硫酸ナトリウム（和光純薬工業株式会社製）の純水２質量％水溶液を４質量部添加し、十分に攪拌を行った後、型に注ぎ込み、蓋をして密閉状態として、室温（２５℃）で２時間硬化反応を行った。
硬化後、型から取り出し水洗して、直径２０ｍｍの球状の腫瘍部を得た。
【００４４】
−ファントム（正常部）の作製−
図３に示すような円筒状の型を準備して、上記で作製した腫瘍部が宙に浮くような状態でセットした。
３０質量部のファントム形成用液体材料１に、ペルオキソ２硫酸ナトリウム（和光純薬工業株式会社製）の純水２質量％水溶液を２．５質量部添加し、十分に撹拌を行った後、型に注ぎ込み、蓋をして密閉状態として、室温（２５℃）で２時間硬化反応を行った。
硬化後、型から取り出し水洗して、直径２０ｍｍの球状の腫瘍部１０４を内包する円筒状の超音波検査用ファントム１０３を得た（図５参照）。
【００４５】
（実施例２）
実施例１において、ファントム形成用液体材料２に用いたシリカ（日本アエロジル株式会社製、アエロジル２００）の代わりに、シリカ（日本アエロジル株式会社製、アエロジル２００Ｖ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、超音波検査用ファントムを作製した。
【００４６】
（実施例３）
実施例１において、ファントム形成用液体材料２に用いたシリカ（日本アエロジル株式会社製、アエロジル２００）の代わりに、シリカ（日本アエロジル株式会社製、アエロジルＯＸ５０）を用いた以外は、実施例１と同様にして、超音波検査用ファントムを作製した。
【００４７】
（実施例４）
実施例１において、ファントム形成用液体材料２に用いたシリカ（日本アエロジル株式会社製、アエロジル２００）の代わりに、シリカ（日本アエロジル株式会社製、アエロジル９０Ｇ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、超音波検査用ファントムを作製した。
【００４８】
（実施例５）
実施例１において、ファントム形成用液体材料２に用いたシリカ（日本アエロジル株式会社製、アエロジル２００）の代わりに、シリカ（日本アエロジル株式会社製、アエロジル５０）を用いた以外は、実施例１と同様にして、超音波検査用ファントムを作製した。
【００４９】
（実施例６）
実施例１において、ファントム形成用液体材料２に用いたシリカ（日本アエロジル株式会社製、アエロジル２００）の代わりに、アルミナ含有シリカ（日本アエロジル株式会社製、アエロジルＭＯＸ１７０）を用いた以外は、実施例１と同様にして、超音波検査用ファントムを作製した。
【００５０】
（実施例７）
実施例１において、ファントム形成用液体材料２に用いたシリカ（日本アエロジル株式会社製、アエロジル２００）の代わりに、酸化チタン（日本アエロジル株式会社製、アエロジルＰ２５）を用いた以外は、実施例１と同様にして、超音波検査用ファントムを作製した。
【００５１】
（実施例８）
実施例１において、ファントム形成用液体材料２に用いたシリカ（日本アエロジル株式会社製、アエロジル２００）の代わりに、アルミナ（日本アエロジル株式会社製、アエロジルＡｌｕＣ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、超音波検査用ファントムを作製した。
【００５２】
＜評価１＞
実施例１〜８において作製した超音波検査用ファントムを、内視鏡用超音波観測装置（ＥＵ−ＭＥ２、オリンパス株式会社製）にてエコー像を観測した。
図９には、実施例１で作製した超音波検査用ファントムのエコー像を示す。図９から、正常部１１１と腫瘍部１１０とのコントラストが非常に大きく、明瞭な画像が得られている。
図１０は、人体の胃に腫瘍ができた患部のエコー像を示す。図１０から、胃壁１１３、胃内部にできた腫瘍１１２と、胃内部１１４の空間（胃液が満たされている）にはエコー像上のコントラストが得られており、図９のファントムのエコー像はそれを再現している。
実施例２〜８の超音波検査用ファントムにおいても同様なエコー像を観測し、コントラストを評価した。評価は画像のコントラストを以下の指標で行った。結果を表１に示した。
［評価指標］
◎：正常部と腫瘍部のコントラストが明瞭、腫瘍部が白〜灰色の画像となる
○：正常部と腫瘍部の区別がつく程度、腫瘍部は淡い灰色の画像となる
×：正常部と腫瘍部の区別がつかない、腫瘍部が黒い画像となる
【００５３】
＜評価２＞
腫瘍部の穿刺による生検が可能か否か、穿刺吸引試験を実施した。評価は以下の指標で実施した。結果を表１に示した。
［評価指標］
○：十分量が採取できた
×：採取できなかった
【００５４】
【表１】
2019101355.tif 000002
＊金属酸化物の比表面積は、ＢＥＴ法により測定した値である。
【００５５】
（比較例１〜３）
特許第４６４８３１０号公報の実施例１に準じて、超音波検査用ファントムを作製した。
−ファントム（腫瘍部）の作製−
ファントム内部に内包する腫瘍部を以下の３種類の組成にて、本発明の実施例１と同じ手法にて作製した。
（Ａ）アクリルアミドストック溶液（３９０ｇのアクリルアミド、１０ｇのＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドを蒸留水で１,０００ｍＬとしたもの）９ｍＬ及び酸化チタン微粒子１ｇを蒸留水で２５ｍＬにメスアップした分散液
（Ｂ）アクリルアミドストック溶液９ｍＬ及び酸化チタン微粒子０．６ｇを蒸留水で２５ｍＬにメスアップした分散液分散液
（Ｃ）アクリルアミドストック溶液９ｍＬ及び酸化チタン微粒子０．０１ｇを蒸留水で２５ｍＬにメスアップした分散液
これら３種類の分散液を各々５分間撹拌しながら脱気し、ＡＰＳ（Ａｍｍｏｎｉｕｍ  ＰｅｒＳｕｌｆｉｔｅ）０．２５ｍＬ及びＴＥＭＤＥ（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，−Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）０．０１ｍＬを加え、実施例１で使用した直径２０ｍｍの型に注ぎ込み、蓋をしてゲル化させて、３種の腫瘍部を作製した。
【００５６】
−ファントム（正常部）の作製−
４０質量％アクリルアミドストック溶液（３９０ｇのアクリルアミド、１０ｇのＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドを蒸留水で１,０００ｍＬとしたもの）８０ｍＬ、及び酸化チタン微粒子（日本アエロジル株式会社製、Ｐ−２５）１２．５ｇを蒸留水で５００ｍＬにメスアップし、撹拌しながら脱気を３０分間行った。
１０質量％ＡＰＳ（Ａｍｍｏｎｉｕｍ  ＰｅｒＳｕｌｆｉｔｅ）水溶液５ｍＬ及びＴＥＭＥＤ（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，−Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）０．２ｍＬを加え、ファントム形成用液体材料を調製した。
実施例１で使用した図３に示すような円筒状の型１０２に先に作製した３種の腫瘍部をセットし、そこに調製したファントム形成用液体材料を注ぎ込み、蓋をしてゲル化させ、３種類のファントムをそれぞれ作製した。
【００５７】
＜評価＞
実施例１、７及び比較例１〜３で作製したファントムを先の評価１、及び評価２と同様の評価を行った。
また、評価２の試験に供した後、１週間の保管（２２℃、５０％ＲＨ環境）にて密閉保管し、再度、評価１と同様にしてエコー像の観察を行った。保管後のエコー像の指標は以下の通りである。
［評価指標］
○：穿刺により生じた跡が消えている
×：穿刺により生じた跡が残っている
【００５８】
【表２】
2019101355.tif 000003
【００５９】
（実施例９）
実施例９では、三次元プリンターによる直接造形の例を示す。
−ファントム形成用液体材料３の調製−
まず、純水１６５質量部を攪拌させながら、水膨潤性層状粘土鉱物として［Ｍｇ５．３４Ｌｉ０．６６Ｓｉ８Ｏ２０（ＯＨ）４］Ｎａ−０．６６の組成を有する合成ヘクトライト（ラポナイトＸＬＧ、ＲｏｃｋＷｏｏｄ社製）１７質量部を少しずつ添加し、３時間攪拌して分散液を作製した。その後、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸（東京化成株式会社製）を０．７質量部添加し、更に１時間攪拌を行った。その後、グリセリン（坂本薬品工業株式会社製）３０質量部を添加し、攪拌を１０分間行った。
次に、得られた分散液に、重合性モノマーとして、活性アルミナのカラムを通過させ重合禁止剤を除去したアクロイルモルフォリン（ＫＪケミカルズ株式会社製）を１７質量部、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（和光純薬工業株式会社製）を４質量部、メチレンビスアクリルアミド（東京化成工業株式会社製）を０．７質量部添加した。更に、界面活性剤としてエマルゲンＳＬＳ−１０６（花王株式会社製）を１質量部添加して混合した。
次に、氷浴で冷却しながら、光重合開始剤（イルガキュア１８４、ＢＡＳＦ社製）のメタノール４質量％溶液を２．４質量部添加し、攪拌混合の後、減圧脱気を２０分間実施した。続いて、ろ過を行い、不純物等を除去し、ファントム形成用液体材料３を得た。
【００６０】
−ファントム形成用液体材料４の調製−
まず、純水１６５質量部を攪拌させながら、水膨潤性層状粘土鉱物として［Ｍｇ５．３４Ｌｉ０．６６Ｓｉ８Ｏ２０（ＯＨ）４］Ｎａ−０．６６の組成を有する合成ヘクトライト（ラポナイトＸＬＧ、ＲｏｃｋＷｏｏｄ社製）１７質量部を少しずつ添加し、３時間攪拌して分散液を作製した。その後、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸（東京化成株式会社製）を０．７質量部添加し、更に１時間攪拌を行った。その後、グリセリン（坂本薬品工業株式会社製）３０質量部を添加し、攪拌を１０分間行った。
次に、得られた分散液に、重合性モノマーとして、活性アルミナのカラムを通過させ重合禁止剤を除去したアクロイルモルフォリン（ＫＪケミカルズ株式会社製）を１７質量部、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（和光純薬工業株式会社製）を４質量部、メチレンビスアクリルアミド（東京化成工業株式会社製）を０．７質量部添加した。更に、界面活性剤としてエマルゲンＳＬＳ−１０６（花王株式会社製）を１質量部添加して混合した。
更に、シリカ（日本アエロジル株式会社製、アエロジル２００）を１質量部添加して、撹拌混合した。
次に、氷浴で冷却しながら、光重合開始剤（イルガキュア１８４、ＢＡＳＦ社製）のメタノール４質量％溶液を２．４質量部添加し、攪拌混合の後、減圧脱気を２０分間実施した。続いて、ろ過を行い、不純物等を除去し、ファントム形成用液体材料４を得た。
【００６１】
−ファントム形成用液体材料５の調製−
まず、純水１６５質量部を攪拌させながら、水膨潤性層状粘土鉱物として［Ｍｇ５．３４Ｌｉ０．６６Ｓｉ８Ｏ２０（ＯＨ）４］Ｎａ−０．６６の組成を有する合成ヘクトライト（ラポナイトＸＬＧ、ＲｏｃｋＷｏｏｄ社製）１７質量部を少しずつ添加し、３時間攪拌して分散液を作製した。その後、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸（東京化成株式会社製）を０．７質量部添加し、更に１時間攪拌を行った。その後、グリセリン（坂本薬品工業株式会社製）３０質量部を添加し、攪拌を１０分間行った。
次に、得られた分散液に、重合性モノマーとして、活性アルミナのカラムを通過させ重合禁止剤を除去したアクロイルモルフォリン（ＫＪケミカルズ株式会社製）を１７質量部、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（和光純薬工業株式会社製）を４質量部、メチレンビスアクリルアミド（東京化成工業株式会社製）を０．７質量部添加した。更に、界面活性剤としてエマルゲンＳＬＳ−１０６（花王株式会社製）を１質量部添加して混合した。
更に、シリカ（日本アエロジル株式会社製、アエロジル２００）を３質量部添加して、撹拌混合した。
次に、氷浴で冷却しながら、光重合開始剤（イルガキュア１８４、ＢＡＳＦ社製）のメタノール４質量％溶液を２．４質量部添加し、攪拌混合の後、減圧脱気を２０分間実施した。続いて、ろ過を行い、不純物等を除去し、ファントム形成用液体材料５を得た。
【００６２】
−支持体形成用液体材料の調製−
ウレタンアクリレート（三菱レイヨン株式会社製、商品名：ダイヤビームＵＫ６０３８）１０質量部、重合性モノマーとしてネオペンチルグリコールヒドロキシピバリン酸エステルジ（メタ）アクリレート（日本化薬株式会社製、商品名：ＫＡＹＡＲＡＤ  ＭＡＮＤＡ）９０質量部、及び重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（ＢＡＳＦ社製、商品名：イルガキュア１８４）３質量部を、ホモジナイザー（日立工機株式会社製、ＨＧ３０）を用いて、回転数２，０００ｒｐｍで均質な混合物が得られるまで分散した。続いて、ろ過を行い、不純物等を除去し、最後に真空脱気を１０分間実施し、均質な支持体形成用液体材料を得た。
【００６３】
−３Ｄプリンターによる造形−
図６に示すようなインクジェット方式の三次元プリンターに、ファントム形成用液体材料３、ファントム形成用液体材料４、ファントム形成用液体材料５、及び支持体形成用液体材料を充填し、インクジェットヘッド（リコーインダストリー株式会社製、ＧＥＮ４）４個に充填し、噴射させ、製膜を行った。
造形は、人体の腎臓の内部に腫瘍ができた状態を示すＣＴデータを基に、３Ｄプリント用のデータに変換し、これを基に腎臓型ファントムを造形した。尿管部分はファントム形成用液体材料３、正常部分はファントム形成用液体材料４、腫瘍部分はファントム形成用液体材料５、及びこれらを支える部分を支持体形成用液体材料にて造形を行った。
紫外線照射機（ウシオ電機株式会社製、ＳＰＯＴ  ＣＵＲＥ  ＳＰ５−２５０ＤＢ）で３５０ｍＪ／ｃｍ２の光量を照射して、ファントム形成用液体材料３、ファントム形成用液体材料４、ファントム形成用液体材料５、及び支持体形成用液体材料を硬化させながら、ファントム及び支持体の形成を行った。
造形後、図７示すようにファントム１７と支持体１８を剥離して、図１１に示すような腎臓型ファントムを作製した。図１１中１２０は腫瘍部、１２１は正常部、１２２は尿管を表す。
【００６４】
＜評価＞
先の評価１と同様にして、作製した腎臓型ファントムのエコー像を、内視鏡用超音波装置  ＥＵ−ＭＥ２（オリンパス株式会社製）を用いて観察した。結果を図１２に示す。
図１２から、腫瘍部と正常部のコントラストが得られ、腫瘍部の特定ができた。また、中空構造である尿管は人体と同様に黒く映され、リアルな腎臓型ファントムが形成できたことがわかった。
【００６５】
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞  水と、ポリマーと、鉱物とを含むハイドロゲルを含むことを特徴とする超音波検査用ファントムである。
＜２＞  前記ポリマーと、前記鉱物とが複合化して形成された三次元網目構造中に前記水が包含されているハイドロゲルを含む前記＜１＞に記載の超音波検査用ファントムである。
＜３＞  比表面積が５０ｍ２／ｇ以上である金属酸化物を含有する前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の超音波検査用ファントムである。
＜４＞  前記金属酸化物がシリカである前記＜３＞に記載の超音波検査用ファントムである。
＜５＞  前記金属酸化物がアルミナ含有シリカである前記＜３＞に記載の超音波検査用ファントムである。
＜６＞  生体組織に生じた病変部を模した疑似病変部を備える前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の超音波検査用ファントムである。
＜７＞  前記疑似病変部は、ファントム本体よりも超音波伝達性が低い前記＜６＞に記載の超音波検査用ファントムである。
＜８＞  前記疑似病変部が、比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上である金属酸化物を含有する前記＜７＞に記載の超音波検査用ファントムである。
＜９＞  前記金属酸化物がシリカである前記＜８＞に記載の超音波検査用ファントムである。
＜１０＞  前記金属酸化物がアルミナ含有シリカである前記＜８＞に記載の超音波検査用ファントムである。
＜１１＞  自己治癒性を有する前記＜１＞から＜１０＞のいずれかに記載の超音波検査用ファントムである。
＜１２＞  超音波検査の穿刺処理の訓練に用いられる前記＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載の超音波検査用ファントムである。
＜１３＞  水、鉱物、及び重合性モノマーを含有するファントム形成用液体材料を用いてファントムを製造することを特徴とする超音波検査用ファントムの製造方法である。
＜１４＞  前記ファントム形成用液体材料が、比表面積が５０ｍ２／ｇ以上である金属酸化物を含有する前記＜１３＞に記載の超音波検査用ファントムの製造方法である。
＜１５＞  前記金属酸化物がシリカである前記＜１４＞に記載の超音波検査用ファントムの製造方法である。
＜１６＞  前記金属酸化物がアルミナ含有シリカである前記＜１４＞に記載の超音波検査用ファントムである。
＜１７＞  前記ファントム形成用液体材料が、重合開始剤を含有する前記＜１３＞から＜１６＞のいずれかに記載の超音波検査用ファントムの製造方法である。
＜１８＞  前記ファントム形成用液体材料を型に流し込み、硬化させて形成する前記＜１３＞から＜１７＞のいずれかに記載の超音波検査用ファントムの製造方法である。
＜１９＞  前記型を、三次元プリンターを用いて作製する前記＜１８＞に記載の超音波検査用ファントムの製造方法である。
＜２１＞  前記ファントム形成用液体材料を用い、三次元プリンターにてファントムを造形する前記＜１３＞から＜１７＞のいずれかに記載の超音波検査用ファントムの製造方法である。
＜２２＞  前記三次元プリンターが、インクジェット方式の三次元プリンター、及び光造形方式の三次元プリンターのいずれかである前記＜１８＞に記載の超音波検査用ファントムの製造方法である。
【００６６】
前記＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載の超音波検査用ファントム、及び前記＜１３＞から＜２２＞のいずれかに記載の超音波検査用ファントムの製造方法によると、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０      造形装置
１１      造形体用インク噴射ヘッドユニット
１２      支持体用インク噴射ヘッドユニット
１３      ＵＶ照射機
１４      造形体支持基板
１５      ステージ
１６      平滑化部材
１７      造形体（超音波検査用ファントム）
１８      支持体（サポート材）
２１      レーザー光源
２２      レーザースキャナー
２３      レーザービーム
２４      浴槽
２５      ピストン
２６      造形ステージ
２７      インク液面
２８      作製中の造形物（超音波検査用ファントム：レーザーにて硬化された部分）
１００、１０２      超音波検査用ファントムを形成するための型
１０１、１０３      超音波検査用ファントム
１０４      超音波検査用ファントムに内包される超音波伝搬速度の異なる領域
１１０      超音波検査用ファントムに内包される腫瘍部
１１１      超音波検査用ファントム外側に形成された正常部
１１２      胃内部に存在する腫瘍部
１１３      胃壁
１１４      胃内部
１２０      腫瘍部
１２１      正常部
１２２      尿管
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開平８−１０２５４号公報
【特許文献２】特許第４６４８３１０号公報
【特許文献３】特許第５２１４７３３号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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