笠原 世裕, 飯島 知宏, 砂口 尚輝, 山越 芳樹

Toshihiro KASAHARA, Tomohiro IIJIMA, Naoki SUNAGUCHI, Yoshiki YAMAKOSHI

群馬大学大学院理工学府理工学専攻電子情報・数理教育プログラム

Department of Electronics and Informatics, School of Science and Technology, Gunma University

キーワード :

【目的】
ずり弾性波を用いて組織のずり弾性特性を評価する方法が提案されているが，生体への高い安全性を確保しつつ，取り扱いが簡便であるが定量性の高い画像が得られる方法を実現することは難しい．本稿は，超音波カラーフロー映像（CFI）の推定アルゴリズムの特徴をずり弾性波の波面検出に活用することで，連続的なずり弾性波加振による定量的なずり弾性波映像法を構築する新たな方法を提案する．この方法は，汎用の超音波カラーフロー装置を一切改造する必要がなく，ビデオ出力から得たカラーフロー像をPC内で処理することでずり弾性波の波面を再現でき，これから組織のずり弾性を評価できる従来にない簡便な方法である．
【方法】
カラ−ドプラ法では同一方向へ連続して複数回のパルス送受信を行っており，S/N向上のために一般に受信信号の直交検波信号の実部，虚部それぞれを平均化し，比の逆正接を取ることでドプラ周波数シフトを推定する．今，ずり弾性波の伝搬により，時間的，空間的に周期的な微小変位が対象に加わると，超音波受信信号にドプラシフトが生じ，ずり弾性波の周波数，CFIのフレームレート，パルス繰り返し周波数の3つのパラメータに依存する偽りのドプラ周波数シフトが得られる．ここでパルス繰り返し周波数と，ずり弾性波の周波数が特定関係にあるとき，カラーフロー像上にはずり弾性波の伝搬に起因する特徴ある波状パターンが現れ，ずり弾性波の周波数とフレームレートによって，波状パターンの動く方向や速さが実時間で変化する．この波状パターンからずり弾性波の波面とずり弾性波の伝搬速度を推定する．
【実験結果】
グラファイト粉末を超音波散乱体とした寒天ファントムで実験を行った．図（a）が寒天濃度1.75％，図（b）が寒天濃度1.00％の結果である．ファントム表面に面状の加振源を置き，周波数273.5Hzで加振し，ずり弾性波の伝搬方向と平行する方向に超音波プローブをあて，ROI内のCFIを得た．超音波映像装置は日立メディコ社製のEUB-8500である．寒天ファントムの弾性率の違いに応じた特徴的な波状パターンが現れていることが分かる．
【結論】
連続的なずり弾性波と汎用の超音波映像装置を用いることで，カラーフロー像からずり弾性波の伝搬に起因した映像を得た．この方法は，CFIの流速推定アルゴリズムの特徴を使ったものであり，簡便な実時間ずり弾性波映像系を構築できる．