吉川 秀樹, 田原 麻梨江, 浅見 玲衣, 橋場 邦夫

Hideki YOSHIKAWA, Marie TABARU, Rei ASAMI, Kunio HASHIBA

日立製作所中央研究所ライフサイエンス研究センタ

Life Science Research Laboratory, Hitachi, Ltd., Central Research Laboratory

キーワード :

【背景】
音響放射圧を利用して生体内にせん断波を発生させ，その速度から組織弾性を評価する技術が，癌や肝臓線維化を対象に普及しつつある．組織弾性をせん断波速度またはヤング率（E）の数値で評価できるため，客観的な情報に基づく診断が期待できる．その一方で，精度や再現性に課題がある．原因として，炎症，体動，波面の屈折や散乱，減衰などが挙げられるが，要因の分析や解決策に関する検討は，様々な研究機関で現在進行中である．せん断波の速度は，波の伝播経路上に複数の計測点を設け，これを通過する時間を利用して算出する．つまり伝搬過程で波面形状が維持されていることが前提となる．この前提条件が，散乱等の影響を受けながらどの程度維持されているかが，精度向上において重要な課題となる．
【目的】
本報告では，誤差要因の一つである屈折や散乱の影響に着目する．伝搬経路に構造物が存在する場合に生じる波面形状の変化に着目し，せん断波速度計測への影響を検討する．
【実験】
軟部領域（E=4.3kPa）に硬部領域（E=56kPa,直径10mm）を備えたゲルファントムを作成し，図に示す位置に音響放射圧を発生させた．送信条件は，周波数3.3MHz，時間0.5msで，円形集束トランスデューサ（直径30mm, Fナンバ2）を利用した．せん断波の伝搬に伴う媒質の変位は，超音波診断装置（日立アロカメディカル製EUB-8500）でRFデータを取得し，複素相関演算により算出した．上記送信とデータ取得を方位方向に繰返し，波面形状を示す2次元の振幅画像を作成した．
【結果】
ファントムのB像および波面の伝搬経過を表わす振幅画像を図に示す．送信位置で発生したせん断波が方位方向に伝搬し，速度が異なる構造物内部で波面が歪む様子を確認できる．周囲より速度が高い円形構造の内部に侵入した波面は，屈折の影響により右に凸の形に歪む．この波面が再度軟部領域に進行する場合，屈折の影響は侵入時に比べて低下するため，構造物を通過後は拡散する波面となる．この結果から，拡散の影響は計測感度の低下と共に，構造物を通過しない波面に干渉して更なる波面歪を招く可能性が判った．
【結論】
伝搬経路に存在する構造物は，波面を歪ませ，速度の計測精度や感度を低下させる要因となることを確認した．計測精度の向上には，伝搬経路に存在する構造物とせん断波の波面特性（特に波長）を考慮した波面解析が必須であり，今後その方式検討を進める．