安原 航¹, 五十嵐 悠¹, 山口 匡², 蜂屋 弘之¹

Wataru YASUHARA¹, Yu IGARASHII¹, Tadashi YAMAGUCHI², Hiroyuki HACHIYA¹

¹東京工業大学理工学研究科, ²千葉大学フロンティアメディカル工学研究開発センター

¹Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology, ²Research Center for Frontier Medical Engineering, Chiba University

キーワード :

【はじめに】
肝病変の定量診断を行うためには，肝臓組織の変化と画像変化の関係について検討することが重要になる．しかし，実画像には大きな血管などの組織情報が混入し定量診断に有益な情報を検討することが困難である．また，病変の進行に伴う段階的な画像や肝臓の生体組織データを蓄積することは難しい．そこで我々は，肝病変進行に伴う散乱体分布変化の表現法を提案し，その散乱体に超音波を照射することで作成した超音波断層画像と，生体組織の関係を詳細に検討してきた［1,2］．本報告では，これまで提案してきた組織変化のシミュレーション手法を改良し，種々の肝病変を表現するために必要なパラメータについて検討を行った．
【方法】
正常な肝臓は六角柱構造をもった肝小葉と呼ばれる単位の集合体として構成されている．肝小葉の中心には中心静脈，頂点部には門脈等が存在し，これらが正常肝での主な散乱点と考えられる．肝病変が進行すると壊死した組織同士が結合し，周辺組織が線維化し結節を形成していく．病変肝では線維部分がより強い散乱点となる．　組織シミュレーションでは，3次元空間内に，肝小葉の中心点にガウス分布状の仮想的なポテンシャル分布を与え，それらをランダムに壊死させ再結合させることにより，結節が生成する様子を再現する．結合確率などを可変にすることにより種々の病変の違いが再現できる．さらに，ポテンシャル分布の極小点付近に散乱点を密に配置することにより境界を表現した．作成した散乱体分布に，計算機上で音波を照射することで，超音波断層画像が得られる．
【結果】
図は，本シミュレーション手法により作成された距離方向6mm×スライス方向6mm×方位方向6mmの病変肝の三次元組織構造である．肝小葉の大きさは1.2mmからスタートし，結合により成長した結節の大きさが16mm以上となると周囲との結合が終了するように設定されている．各時間において全体の要素の4割を上限として周囲の要素と結合するように設定されている．結節及び線維組織の3次元構造が良好に再現されている．さらにこの散乱体分布に対して超音波照射シミュレーションを行うことで3次元構造を反映したシミュレーション画像を得ることができた．
【参考文献】
［1］ T. Yamaguchi, K.Nakamura, and H.Hachiya,Jpn. J. Appl. Phys. 42, 3292-3298（2003）
［2］ T.Hara and H.Hachiya,, Jpn. J. Appl. Phys, 39（5B）, 3262-3265（2000）