桝田 晃司¹, 加藤 俊和¹, Bossard Antoine¹, 小野木 真哉¹, 菅野 悠樹¹, 江田 廉¹, 重原 伸彦¹, 宮本 義孝², 千葉 敏雄²

Kohji MASUDA¹, Toshikazu KATO¹, Antoine BOSSARD¹, Shinya ONOGI¹, Yuuki SUGANO¹, Ren KODA¹, Nobuhiko SHIGEHARA¹, Yoshitaka MIYAMOTO², Toshio CHIBA²

¹東京農工大学大学院生物システム応用科学府, ²国立成育医療センター臨床研究開発部

¹Graduate School of BASE, Tokyo Univ of A&T, ²Clinical Research Department, National Center of Child Health and Development

キーワード :

【はじめに】
我々はこれまで,超音波を用いた微小気泡の制御を目指し,分岐を有する模擬血管等を用いて微小気泡の能動的流路選択［1］や血流中での捕捉［2］に関する研究を進めてきた．しかし実際に生体内で微小気泡の誘導を行うためには,気泡の注入から目標部位に至る血管経路を正確に把握すること,特に血管分岐部の3次元分布情報が必要であり,従来の超音波診断装置を用いた限りでは血管の3次元構造を理解することが困難であった．そこで本研究は,臓器内血管を含んだローデータから,3次元の血管構造を解析できる手法を開発し,市販の装置で得られた超音波3Dデータへ応用したので報告する．
【方法と結果】
まず臓器内血管を含んだ超音波3Dドプラデータに対して3次元モルフォロジー演算処理を施し,血管領域に存在する空洞や微細なノイズを除去した．次に,3次元細線化処理を施すことにより血管芯線を抽出し,さらに最小二乗法を用いた血管形状の欠損部位の予測を行い,拍動等の影響により欠損が生じた部分の補間を行った．最後に,抽出した血管芯線に対して血管分岐部の検出を行った．これら一連の3次元構造解析処理［3］を用いることで,臓器内血管の分岐部の3次元分布の取得を実現した．これにより,血管の方向・長さ・接続関係なども明確になり,血管上流部から標的部位へ通じる血管網の3次元構造の把握が可能となった．図は,3次元再構成された成人男性の腎臓内血管分布の例である．
【まとめ】
本研究では超音波3Dデータに対して構造解析処理を行うことで,血管分岐部の3次元分布の取得を可能とした．本システムを利用すれば,我々が研究を進めている生体内における微小気泡の制御のために必要な超音波音源の配置や照射方向の3次元的な検討が可能となる事が示された．
【参考文献】
［1］渡會ほか：超音波医学,Vol.38, No.4, pp.433-445, 2011
［2］K. Masuda, et al, JJAP, Vol.50, No.7, 07HF11, 2011
［3］加藤ほか：生体医工学,Vol.49, No.6, 印刷中