Online Journal
電子ジャーナル
IF値: 1.878(2021年)→1.8(2022年)

英文誌(2004-)

Journal of Medical Ultrasonics

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2010 - Vol.37

Vol.37 No.Supplement

一般口演
基礎:ナビゲーション,位置計測

(S331)

プローブの位置計測による血管形状の3次元再構築と音場可視化インターフェースの開発

Development of visualization interface of 3-dimensional reconstruction in blood vessel with acoustic field

加藤 俊和, 田口 侑人, 吉永 崇, 桝田 晃司

Toshikazu KATO, Yuto TAGUCHI, Takashi YOSHINAGA, Kohji MASUDA

東京農工大学大学院生物システム応用科学府

Graduate School of Bio-Applications and Systems Engineering, Tokyo Univ. of Agriculture and Technology

キーワード :

【はじめに】
近年,薬物を内包するカプセルを用いた薬物伝送システム(DDS)に対する関心が高まっている.我々は超音波とマイクロカプセルを用いたDDSを目指し,単純な分岐を持つ模擬血管において超音波照射によるマイクロカプセルの能動的流路選択法に関する研究をこれまで進めてきた[1].しかし,人体に適用するためには,血管の形状を予め把握し,血管中の限られた範囲に超音波音場を集中させる必要がある.そこで本研究では光学式3次元計測装置を用いて,断層像観察用プローブ及びカプセル制御用トランスデューサの位置・姿勢計側を行い,血管形状の3次元再構築と,生体内での音波照射位置を確認できるインターフェースを開発した.また,超音波による歪みを検証するため,生体を模擬した組織を媒介させた人工血管の再構築実験も行った.
【方法と結果】
まずFig.1に示すように,赤外線による非接触計測が可能な反射球を非対称に配置したマーカを作成し,プローブ及びトランスデューサに対して着脱可能な治具によって装着した.断層像上の構造物の位置と音場分布をそれぞれキャリブレーションし[2],超音波診断装置(LOGIQ7, GE)のB-flowによってスキャンした内径2[mm]程度の人工血管の形状を,Radial Basis Function補間を用いることで3次元再構築した.断層面,超音波音場,及び血管形状の3次元的なリアルタイム観測インターフェースの画面をFig.2に示す.またポリエチレングリコールや動物性脂肪で生体を模擬した組織を作り,それを介して人工血管の形状を3次元再構築し,歪みの大きさと適用可能な血管径等の条件について検証した.これから,介在組織に応じて誤差範囲を推測することで,最適なトランスデューサを選択することができる.
【まとめ】
光学式3次元計測装置を用いたプローブとトランスデューサの位置・姿勢計側と画像処理を併用することで,生体内でのカプセルの流路選択を行うシステムを開発した.今後は動物実験等を行い,生体内での同システムの性能を検証していく.
【参考文献】
[1]K.Masuda et al, JJAP, Vol.48, No.7, 07GK03, 2009
[2]H.Zhang et al, Proc.SPIE, Vol.6141, 61412M, 2006